RBS的多重基编辑重新连接了Bacillus subtilis的代谢,以过度生产利科
Yang Liu1, Xianhai Cao2, Xiaojuan Wang2
1Key Laboratory of Systems Microbial Biotechnology, Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, Chinese Academy of Sciences, Tianjin, 300308, China; National Technology Innovation Center of Synthetic Biology, Tianjin, 300308, China; University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100049, China.
Metabolic engineering
|October 18, 2025
概括
我们开发了bsBETTER,这是一种用于精确调节Bacillus subtilis基因的新型系统,通过优化基因表达来显著提高柳科的产量. 这种代谢工程工具可以实现高多样性表达调整,以增强微生物生产.
科学领域:
- 合成生物学 合成生物学
- 代谢工程是代谢工程.
- 微生物生物技术 微生物生物技术
背景情况:
- 细菌细菌是一种广泛用于生物技术的GRAS (一般公认的安全) 生物体.
- 精确且可扩展的多基因调节是B. subtilis.代谢工程中的一个重大挑战.
- 优化基因表达对于增强有价值化合物的产生至关重要.
研究的目的:
- 开发一种新的高多样性系统,用于精确调节B. subtilis.中的多基因表达.
- 通过对生物合成基因的组合优化,设计B. subtilis以增加烯的产量.
- 为代谢途径工程和基因表达调制提供一个可概括的框架.
主要方法:
- 开发了bsBETTER,这是一个以基层编辑器为指导的,无模板的系统,用于在多个基因组位置编辑核糖体结合位点 (RBS).
- 应用bsBETTER调整B. subtilis中12个甘生物合成基因的表达,产生数千种组合变体.
- 工程菌株的高通量选,以识别具有增强烯产量的变体.
- 多组学分析 (转录和代谢) 以了解路径重新连接和流量变化.
主要成果:
- bsBETTER使得每种基因的256个理论RBS组合中,每种基因最多可以生成12个烯生物合成基因的255个.
- 与直接的基因组过度表达相比,工程菌株实现了高达6.2倍的烯产量增加.
- RBS的强度表现出强烈的上下文依赖性,强调需要基因组集成优化.
- 多omics数据显示,优化菌株的MEP通路流量增强和NADPH生成能力增加.
结论:
- bsBETTER提供了一种可扩展和高分辨率的方法,用于B. subtilis.中的代谢途径工程.
- 该系统促进组合基因表达调制以优化微生物生产.
- 这项工作为增强工业微生物代谢途径提供了可概括的框架.
