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                                                          研究人員開發出CasPER 可對酶進行基因改造
                                                          凤凰彩票app下载:生物谷   發佈者:ailsa   日期:2018-08-24   今日/總瀏覽:10/6784

                                                          基因編輯.jpg

                                                          在一項新的研究中aaaa,來自丹麥技術大學、美國勞倫斯伯克利國家實驗室、加州大學伯克利分校和中國科學院深圳先進技術研究院的研究人員開發出一種基於CRISPR/Cas9的方法aaa,從而能夠靈活地對必需的酶和非必需的酶進行基因改造aaaaa。這有很多應用aaaa,包括開發產生基於生物的藥物、食品添加劑、燃料和化妝品的方法aaaaa。相關研究結果發表在2018年7月的Metabolic Engineering期刊上aaaaa,論文標題爲“CasPER, a method for directed evolution in genomic contexts using mutagenesis and CRISPR/Cas9”aaa。

                                                          丹麥技術大學諾和諾德基金會生物可持續發展中心研究員Tadas Jakociunas說aaaa,“當有生產菌株時aaaaa,這將使得更容易對生物合成通路中的某些限制酶進行基因改造aaa,提高它們的效率、特異性或多樣性aaaaa。人們將能夠發現這個通路中的最好的酶變體aaaa,這會增加有價值的化合物的產量aaaaa。”

                                                          這種新開發的方法稱爲CasPERaaaaa,並且是基於CRISPR/Cas9等現有技術構建出來的aaaa,其中aaa,CRISPR/Cas9近年來已用於酵母中的基因組改造和重編程aaa。然而aaaaa,這種新的工具能夠讓科學家們通過整合更長的多樣化片段來對酶或它們的活性結構域進行基因改造aaa,從而提供了靶向特定基因組區域中的每個鹼基的機會aaaaa。在酵母中aaa,CasPER能夠以幾乎100%的效率整合發生突變的DNA片段aaa,甚至能夠以多重的方式進行整合aaaaa。

                                                          發現酶變體

                                                          通過對這種新方法進行深入分析aaaaa,這些研究人員得出結論:與現存的CRISPR/Cas9方法之間的主要差別在於CasPER允許高效地和以多重的方式整合攜帶着多種突變的大片段DNAaaa,從而產生具有數十萬種酶變體的細胞庫aaaaa。

                                                          儘管其他的CRISPR方法主要依賴於整合較短的序列而讓DNA多樣化aaaaa,而且這需要多輪基因改造aaaaa,但是CasPER顯著拓寬了接受基因改造的DNA片段的長度aaaaa。此外aaaa,它不需要任何額外的步驟aaaaa,這使得更快和更有效地讓酶多樣化aaa,從而產生更高產量的所需化學物aaaaa。

                                                          篩選平臺

                                                          比如aaaa,在引入CRISPR/Cas9之前aaa,對酵母中的必需酶進行基因改造是一個相當緩慢的過程aaaa。如今aaaaa,對酶進行更加高效和特異性的基因改造是可行的aaaa,這就允許它們將更多的底物轉化爲產物aaaa。

                                                          Jakociunas說aaa,“構建用於產生有價值化合物的細胞工廠仍然是非常昂貴和耗時的aaaaa,因此將所有這些資金和時間投入在基因改造上需要得到回報aaaaa。你需要生產一定數量的產品以讓它具有商業相關性aaa,而且像CasPER這樣的工具肯定有助於加速和放大這個過程aaaaa。”

                                                          作爲這項研究的概念驗證aaaaa,這些研究人員靶向了甲羥戊酸途徑(mevalonate pathway)中的幾種必需的酶aaa。這種生物合成途徑負責甾醇的產生aaaa,並且在大多數有機體中是必需的aaaaa。從對人類的研究來看aaaaa,它因是他汀類藥物的靶標而廣爲人所知aaa,其中他汀類藥物是一類降膽固醇藥物aaaa。這類藥物通過抑制該途徑中的一些步驟而發揮作用aaaaa。在一些細菌和真核生物中aaaa,該途徑負責產生最大的一類化合物---類異戊二烯(isoprenoid)aaaa。爲了證實CasPER的適用性和效率aaaaa,他們靶向了甲羥戊酸途徑中的兩種必需酶aaaaa,並且能夠構建細胞工廠aaaaa,從而將類胡蘿蔔素的產量增加了11倍aaaa。

                                                          行業和學術界的巨大潛力

                                                          在未來aaaa,CasPER能夠廣泛用於學術界和行業aaaaa。儘管這種方法的主要應用是加速設計和優化細胞工廠aaaaa,並降低這種設計和優化的成本aaa,但是它也能夠應用於需要DNA多樣化的任何實驗aaaa。

                                                          Jakociunas說aaaaa,“你能夠研究蛋白功能以便開發蛋白結構預測工具aaaa,以及研究蛋白與DNA、底物和其他分子之間的相互作用以便讓啓動子、終止子和增強子之類的調控元件多樣化aaaa。”

                                                          這種方法在酵母中得到驗證aaaa,但是它也能夠用於其他的具有高效的同源重組機制的有機體aaaaa。(生物谷 Bioon.com)

                                                          參考資料:TadasJakočiūnasa, Lasse E.Pedersena, Alicia V.Lis et al. CasPER, a method for directed evolution in genomic contexts using mutagenesis and CRISPR/Cas9. Metabolic Engineering, July 2018, 48:288-296, doi:10.1016/j.ymben.2018.07.001.

                                                          原標題:Metab Eng:開發出基於CRISPR/Cas9的CasPERaaaaa,高效地對酶進行基因改造

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