微生物基因组编辑
作者：司马错 来源：网络 发布时间：2024-06-24 17:30阅读量：9313 会员投稿
泓迅生物依托专利的合成及组装平台，结合经验丰富的CRISPR-Cas9技术，可实现对微生物基因组的高效、精准编辑。
CRISPR系统作为一种新型编辑工具，具有操作难度小、编辑成本低、打靶效率高、无痕编辑等优点，在微生物合成生物学领域被广泛应用和研究，并由此开发和设计出了大量新的基因编辑元件、工具和基因线路。
微生物合成生物学
在微生物基因编辑中，存在多种热门的模式微生物，因其在实验室中的易操作性、遗传背景的清晰性以及对基因编辑技术的响应性而受到青睐。
大肠杆菌
大肠杆菌因其易于操作、高产等优点被视为生产天然产品的最佳系统之一，很多研究通过构建大肠杆菌改造菌株实现工业化生产。研究者以大肠杆菌MG1655为出发菌株，首先利用表达载体共表达大肠杆菌来源的glmS和酿酒酵母来源的gna1，构建N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)的生物合成路径，然后利用CRISPR/Cas9技术敲除GlcNAc的分解代谢与转运途径，以提高GlcNAc的产量，最后结合发酵条件优化使GlcNAc的产量得到进一步提升。
重组大肠杆菌中GlcN和GlcNAc代谢流程图
泓迅生物——大肠杆菌基因编辑案例
野生型大肠杆菌中复刻工程菌株SYNB1618的基因改造
泓迅生物利用CRISPR技术，在野生型大肠杆菌基因上7个不同位点分别敲入三个外源基因A/B/C，累计敲入DNA长度达36kb，最终成功获得了多拷贝的重组菌株。
经发酵测试，重组菌株可以实现不同环境下苯丙氨酸(Phe)到反式肉桂酸酯(TCA)的转换，完全达到客户预期目的。
野生型大肠杆菌基因上7个不同位点
酿酒酵母
作为一种典型的模式真核生物，酿酒酵母由于其对苛刻发酵条件的耐受性、基因工程操作的高效性和公认的安全性，在真核生物中先被发展成为细胞工厂。最成功的例子是抗疟药物青篙素前体物青篙酸在酿酒酵母中的合成，产量高达25g/L，并已实现工业化生产。
泓迅生物——酵母基因编辑案例
泓迅生物参考《Nature》文献中工程菌株的设计，自主研发合成了一条葡萄糖到橄榄酸的酵母代谢通路。
新通路包含7个外源基因，总长度长达14 kb;利用CRISPR技术，成功将14kb的代谢通路一次性整合到酵母基因组上。
经发酵测试，重组酵母菌株成功利用底物葡萄糖高效转化为橄榄酸(OA)。
酵母代谢通路
参考文献：
1. 曹中正,张心怡,徐艺源,等. 基因组编辑技术及其在合成生物学中的应用 [J]. 合成生物学, 2020, 1 (04): 413-426.
2. 李洋,申晓林,孙新晓,等. CRISPR基因编辑技术在微生物合成生物学领域的研究进展 [J]. 合成生物学, 2021, 2 (01): 106-120.
3. 吉瑞阳,刘枫,花强,等. CRISPR/Cas9编辑大肠杆菌工程菌生产氨基葡萄糖 [J]. 微生物学通报, 2023, 50 (08): 3271-3284.
4. Zou D, Maina S W, Zhang F, et al. Mining new plipastatins and increasing the total yield using 5. CRISPR/Cas9 in genome-modified Bacillus subtilis 1A751[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2020, 68(41): 11358-11367.
5. Isabella, V., Ha, B., Castillo, M. et al. Development of a synthetic live bacterial therapeutic for the human metabolic disease phenylketonuria. Nat Biotechnol 36, 857–864 (2018).
6. Luo, X., Reiter, M.A., d’Espaux, L. et al. Complete biosynthesis of cannabinoids and their unnatural analogues in yeast. Nature 567, 123–126 (2019).
郑重声明：此文内容为本网站转载企业宣传资讯，目的在于传播更多信息，与本站立场无关。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。
