来自不同物种的基因家族的DNA混合加速了定向进化

科学领域:

• 分子生物学分子生物学
• 生物技术是生物技术.
• 酶工程是什么? 酶工程是什么?

背景情况:

• 定向进化利用重组来产生基因多样性.
• 通过重新组装碎片化同源基因,DNA混杂产生了嵌合基因.
• 以前的研究集中在随机点突变或单个基因的多样性.

研究的目的:

• 为了比较使用自然发生的同源基因与单独进化的基因混合DNA的效率.
• 通过家族混杂来评估进化加速和酶活性改善.
• 评估分子育种在增强功能多样性的潜力.

主要方法:

• 通过随机碎片化和自我启动的聚合酶重组生成了嵌合基因库.
• 比较了四个头胞酶基因分别进化的moxalactamase活动改进,而不是混合的池.
• 利用模板切换在序列同质性区域进行重组.

主要成果:

• 一个单一的DNA混合周期为分别进化的基因带来了八倍的改善.
• 混杂四个同源基因的混合池导致了270到540倍的活性改善.
• 家庭混合表明每周期的改善增加了50倍,最好的克隆包含来自多个基因和点突变的细分.

结论:

• 与自然存在的同源基因混合DNA显著加快了与传统方法相比的定向进化.
• 家庭混杂是一种强大的分子育种技术,可以有效地混合各种基因序列,甚至跨物种.
• 这种方法可以显著增加酶活性,并扩大蛋白质工程的可访问序列空间.