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天津工生所在谷氨酸棒杆菌碱基编辑工具扩展方面取得进展

2019-11-11 天津工业生物技术研究所
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  基于CRISPR/Cas系统和碱基脱氨酶的碱基编辑技术是近年来发展起来的新型基因组编辑技术,可实现在特定位点的碱基替换,具有不产生双链DNA断裂,无需外源模板且不依赖同源重组修复的优势,极大地丰富了原核生物的基因组编辑方法。

  中国科学院天津工业生物技术研究所研究员王猛带领的高通量新分子生物合成团队与郑平带领的系统与合成生物技术团队合作,前期已在工业平台菌株谷氨酸棒杆菌中建立了多元自动化的碱基编辑方法MACBETHMultiplex automated Corynebacterium glutamicum base editing method)(Metab. Eng. 2018, 47, 200–210),实现了染色体多靶点CT的转化,但是该方法仍存在靶标范围、编辑窗口和碱基转化种类有限的问题。此外,人工设计碱基编辑所需gRNA的过程繁琐,限制了全流程自动化的碱基编辑。

  近日,两研究团队再次合作对谷氨酸棒杆菌的碱基编辑工具进行了以下多项扩展。利用识别不同PAMCas突变体,将PAM限制由NGG扩展为NG,使可编辑靶点数量提高了3.9倍;通过截短或延长gRNA长度,将编辑窗口由原来的5 bp扩展为7 bp;引入腺苷脱氨酶,建立了AG的腺嘌呤碱基编辑工具;与研究员马红武带领的生物系统设计团队合作,开发了在线工具gBIGwww.ibiodesign.net/gBIG),方便了碱基编辑工具在基因失活应用中gRNA的查找与评估。以上对谷氨酸棒杆菌碱基编辑工具的升级,使得该方法不仅适用于在基因内部引入提前的终止密码子以失活基因,还可在任意靶点引入突变,实现蛋白质的改造与进化。在线gRNA设计工具的建立,为下一步实现预测-设计-编辑-验证全流程自动化奠定了基础。

  该研究得到科技部、基金委、中科院等的支持。相关成果在Biotechnology & Bioengineering 杂志发表封面论文,天津工生所副研究员王钰和助理研究员刘叶为论文的共同第一作者,王猛和郑平为论文共同通讯作者。

  文章链接

碱基编辑gRNA在线设计工具gBIGwww.ibiodesign.net/gBIG

论文封面

打印 责任编辑:叶瑞优

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