人工合成酵母基因组下游应用研究再获创新突破

深圳国家基因库 · 公众号 · 深圳 · 2018-05-23 10:56

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SCRaMbLE技术流程概述

据悉， Sc2.0 项目中合成的人工酵母加入了大量SCRaMbLE系统的可诱导元件，这些元件在诱导条件下将两两间发生作用，引发多种类型的染色体变异（片段的删除、加倍、倒转、换位等），从而可组合产生多种特性的表型。由曼彻斯特大学、华大、中国科学院深圳先进技术研究院联合发表的文章中，研究人员通过构建体外SCRaMbLE体系，实现了对原有的3对SCRaMbLE系统的敲除与整合效率的量化， 改良出了整合效率更高的新型正交“SCRaMbL-in”系统 ；并进一步完成了人工合成酿酒酵母外源代谢通路的“SCRaMbLE-in”整合与底盘细胞SCRaMbLE进化， 实现了β-胡萝卜素和紫色杆菌素合成通路的整合与优化，筛选出了相应的高产菌株 。此项研究成果 展示了“SCRaMbLE-in”系统可同时实现合成通路整合与底盘适应性进化的优点 ，为后续相关产业应用研究提供了铺垫性的技术。

此外，在另一项研究成果中，中国科学院深圳先进技术研究院主导研发了可大大提高人工酵母菌株快速演化个体筛选效率的新系统（ReSCuES，reporter of SCRaMbLEd cells using efficient selection），其中 华大团队通过高通量测序与高效基因组重构分析，成功解析了ReSCuES系统筛选出的可耐受乙醇、高温和乙酸的酵母菌株的耐受性机制。 此项研究成果解决了如何快速筛选有价值的SCRaMbLEd菌株这一难题，展示了该筛选系统对人工酵母快速演化筛选效率的有效提高，这使得人工酵母SCRaMbLE系统能更好的被用于优良特性酵母的筛选及优良特性基因的发掘。 这两个系统的结合为以酵母为基础的科学研究及工业应用提供了一个高效的技术平台，将带来不可估量的效益。