使用ChimeraUGEM网络服务器设计基因稳定的多拷贝基因结构
Moritz Burghardt1, Alon Diament1, Tamir Tuller1,2,3
1Department of Biomedical Engineering, The Iby and Aladar Fleischman Faculty of Engineering, Tel Aviv 69978, Israel.
NAR genomics and bioinformatics
|December 31, 2025
概括
我们开发了一种新的算法,多序基因图 (MScMap),用于设计稳定,高表达的基因系统. 通过创建多样化的DNA序列,MScMap最大限度地减少了多副本系统中的遗传不稳定性,超过了现有的方法.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 分子生物学分子生物学
- 生物信息学是一种生物信息学.
背景情况:
- 高水平的蛋白质生产通常需要将多个基因拷贝集成到宿主生物体中.
- 多复制基因系统面临遗传不稳定性,原因是相同的DNA序列之间的同源重组.
研究的目的:
- 开发一种设计多个同名编码序列的算法,以最大限度地降低重组风险并保持高蛋白表达.
- 增强多拷贝基因系统中的遗传稳定性.
主要方法:
- 开发了多序ChimeraMap (MScMap) 算法,扩展了ChimeraMap框架.
- MScMap从宿主基因组中选择多样化的核酸块,并使用启发式来减少共同的子链,最大限度地减少重组.
- 该算法与人类蛋白质优化的多目标进化算法进行了测试.
主要成果:
- 与多目标进化算法相比,MScMap在遗传稳定性和预测表达方面表现出卓越的表现.
- 该方法显著减少了编码序列优化的计算时间.
- 此外,MScMap还有效地减少了单个编码序列中的序列重复.
结论:
- MScMap为设计基因稳定,高表达多拷贝基因系统提供了高效和有效的解决方案.
- 该算法为蛋白质工程和合成生物学应用提供了有价值的工具.
- 一个网络工具可用于优化单个和多副本编码序列.


