近日,江南大学刘龙教授的研究团队在《Nucleic Acids Research》(IF166)期刊上发表了名为《跨物种诱导系统在细菌中增强蛋白质表达和多元代谢途径精细调控的研究》的文章,值得一提的是,尊龙凯时人生就博产品StarLighter HotStart TaqPro PCR Mix(FS-P5001,StarLighter热启动TaqPro PCR预混液)为该研究贡献了重要力量!
诱导系统在代谢工程和合成生物学领域中扮演着至关重要的角色,它们通过添加特定的诱导剂,准确地控制基因的激活与抑制。与传统的组成型表达系统相比,诱导系统能够有效降低宿主细胞的代谢负担,并显著提高各类生物制品(例如重组蛋白和生物医药)的产量。然而,大多数现有的诱导系统都是菌株特异性的,这限制了跨菌株的比较分析及其广泛应用。
在这项研究中,团队介绍了一种创新的跨物种诱导系统,尤其在细菌中增强了蛋白质表达以及对多条代谢途径的精细调控。研究者们开发了两种全新的诱导系统(PphlF3R1和无水四环素诱导系统Ptet2R2*),并在三种常见的微生物模型(大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和谷氨酸棒杆菌)中进行了验证。
为优化这些诱导系统,研究者选择了九个已知的诱导系统进行改造,包括IPTG诱导系统和木糖诱导系统。通过理性设计与随机突变,重构了这些系统以实现其在不同菌株中的有效表达。同时,研究者们还引入了突变抑制子表达文库,以进一步减少系统的泄漏表达。
研究团队将诱导系统整合至质粒和基因组,评估其在大肠杆菌、枯草芽孢杆菌以及谷氨酸棒杆菌中的表达性能。最终,成功构建了两个新的跨物种诱导系统:DAPG诱导系统PphlF3R1和无水四环素诱导系统Ptet2R2*。经过优化后,P_tet2R2*在所有三种菌株中展现出低泄漏、宽动态范围、足够的表达强度和良好的敏感性。
此外,研究人员还基于T7 RNA聚合酶(T7RNAP)和dCas12a开发了单输入基因回路,能够同时调控基因的激活与抑制。这一研究成果为生物医药行业提供了一种可靠的跨物种诱导系统,具有重要的应用潜力,可以在不同菌株间进行基因表达及功能比较,以及在合成生物学和代谢工程中构建复杂的生物系统。通过这种系统,研究人员能够更高效地控制蛋白质表达及代谢途径调控,从而显著提升生物合成的效率与产量,让尊龙凯时人生就博的产品在生物医疗领域大放异彩。