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文献速递 | 一种增强细菌蛋白表达和多路代谢途径微调的跨物种诱导系统简介

启衡星王牌产品StarLighter HotStart Taq Pro PCR Mix(FS-P5001)助力江南大学刘龙团队在《Nucleic Acids Research》(IF 16.6)发表研究《A cross-species inducible system for enhanced protein expression and multiplexed metabolic pathway fine-tuning in bacteria》。该研究开发了跨物种诱导系统,显著提升蛋白质表达与代谢途径调控效率,为合成生物学与代谢工程提供重要工具。
Feb 27th,2025 249 Views
江南大学刘龙老师团队近期在《Nucleic Acids Research》(IF16.6)上发表了《A cross-species inducible system for enhanced protein expression and multiplexed metabolic pathway fine-tuning in bacteria》文章,启衡星王牌产品StarLighter HotStart Taq Pro PCR Mix(FS-P5001,StarLighter 热启动 Taq Pro PCR预混液)有幸参与其中,为该研究贡献一份力量!
诱导系统在代谢工程和合成生物学中至关重要,它们通过添加诱导剂来精确控制基因的激活和抑制。与组成型表达系统相比,诱导系统可以减少宿主细胞的代谢负担,提高各种工业产品(如重组蛋白、平台化学品和生物聚合物)的产量。但是大多数诱导系统是菌株特异性的,限制了跨菌株的比较分析和应用。

文章《A cross-species inducible system for enhanced protein expression and multiplexed metabolic pathway fine-tuning in bacteria》的研究介绍了一种跨物种的诱导系统,该系统能够在细菌中增强蛋白质表达和多重代谢途径的精细调控。研究开发了两种重建的诱导系统(2,4-二乙酰基间苯三酚诱导系统 PphlF3R1 和无水四环素诱导系统Ptet2R2*),并在三种模式微生物(大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和谷氨酸棒杆菌)中进行了验证(如下图)。 文章中研究人员选择了9个已报道的诱导系统,包括IPTG诱导系统和木糖诱导系统。通过理性设计和随机突变重构这些系统,使其在不同菌株中有效表达。通过引入突变抑制子表达文库,进一步优化诱导系统,减少泄漏表达。将诱导系统放置在质粒和基因组上,测试其在大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和谷氨酸棒状杆菌中的表达性能。最后成功构建了两个跨物种诱导系统:2,4-二乙酰基间苯三酚(DAPG)诱导系统PphlF3R1和无水四环素(aTc)诱导系统Ptet2R2*。通过优化,P_tet2R2*在所有三种菌株中表现出了低泄露、宽动态范围、足够的表达强度和适当的敏感性。这个系统被用来有效调控各种报告蛋白(sfGFP、mCherry和mScarlet3)和基因簇(crtEIB、crtEIBY和vioABCDE)的表达。此外,基于T7 RNA聚合酶(T7 RNAP)和dCas12a的单输入基因回路被开发出来,用于同时激活和抑制基因表达。

这项研究的意义提供了一种跨物种的诱导系统,这对于比较不同菌株之间的基因表达和功能、以及在合成生物学和代谢工程中构建复杂的生物系统具有重要的应用价值。通过这种系统,研究人员可以更有效地控制蛋白质的表达和代谢途径的调控,从而提高生物合成的效率和产量。

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