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代谢通路基因组装技术为生物制造提供新策略

日期:2015-08-21

|  来源:生物技术处【字号:

  微生物细胞工厂已成为生产高附加值化学品的重要平台。但由于微生物代谢通路往往是多基因构成复杂系统,目标产物的高效合成需要实现基因表达的精确调控,因此实现人工精确设计和生物学组装是成功构建细胞工厂的基础。随着代谢工程和合成生物学的不断进步,核酸组装技术已被用来优化代谢途径,但大多数技术只能实现对单个元件的调节,少数多基因组装技术由于基于传统酶切连接或依赖PCR 扩增等策略,存在效率低,成本高,且容易引入其他突变等弊端。  

  为了同时实现理性设计和通量组装,通量优化通路,显著提高代谢工程通路优化的效率,在院重点部署项目支持下,微生物所娄春波课题组及陶勇课题组共同开发出代谢通路组装新技术——OLMA (Oligo-linker Mediated Assembly)方法。该方法具有免PCR反应,简易、高效等特点,可以同时组装一个代谢通路的多个元件(库),实现代谢通路的多靶点的组合优化(可一次性实现八个靶点的通量组装)。基于以上技术优势,OLMA方法成为一种利用合成生物学新方法设计和优化代谢通路的范例。  

  OLMA方法在工业领域的应用主要集中在菌株改良和代谢途径改造方面,目前已提供给研究人员进行生物学元件的标准化、生物途径和线路的计算机辅助设计、代谢途径的自动组装等研究。同时这项技术的建立对于基因合成与组装的高科技公司建立大片DNA设计和合成技术及多元件组装提供了新策略,目前该技术已用于商业服务-“代谢通路组装服务”,可以实现从基因合成到载体文库构建的一站式服务。  

     

     

    

  图. 利用OLMA方法合成途径组装

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