基因組工程 | INTEGRATE可快速實現高效 多路細菌基因組工程

2021-02-12 深圳市合成生物學協會

2020年11月12日Samuel H. Sternberg團隊在Nature Biotechnology發表了題為「CRISPR RNA-guided integrases for high-efficiency, multiplexed bacterial genome engineering」的文章，CRISPR RNA引導的整合酶用於高效、多路細菌基因組工程。

Samuel H. Sternberg是哥倫比亞大學生物化學和分子生物物理學系的助理教授。

研究領域：蛋白質RNA、生物化學、CRISPR。

研究亮點：本研究通過改造優化CRISPR轉座酶系統，構建出了更為有效的定向整合工具INTEGRATE。新工具可快速實現大片段DNA在細菌基因組中多個位點的高效定向整合，有望成為微生物工程研究的利器。

現有針對細菌千鹼基大小DNA序列的定點整合技術由於效率低、依賴重組、需要多個載體以及多路復用的挑戰而受到限制。為了解決這些缺點，研究引入了對之前報導的霍亂弧菌Tn7-樣轉座子進行了大幅改進的版本，它使用Type I-F CRISPR-Cas系統進行可編程的、RNA引導的轉位。通過引導RNA輔助靶向(INTEGRATE)系統優化轉座因子插入，可在細菌中實現高達10千鹼基的高精度無標記DNA整合，效率高達100%。利用多間隔CRISPR陣列，研究通過結合正交整合酶和重組酶實現了在三個基因組位點同時的多位點插入和簡單的多位點缺失。研究展示了生物醫學和工業相關細菌的魯棒性功能，並在一個複雜的細菌群落中實現了目標和物種特異性的整合。這項工作將INTEGRATE建造成為多路復用、千鹼基規模的基因組工程的通用工具。

Fig. 1: Streamlined single-plasmid system for RNA-guided DNA integration.

頭圖來自網絡

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