Cell:eMAGE技术在酿酒酵母中实现精准的多重基因组编辑

生物催化剂设计与改造服务 2017/12/7 10:56:46
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研究描述了一种在酿酒酵母中实现多重基因组工程的技术(eukaryoticmultiplex automated genome engineering (eMAGE)),该技术是基于在DNA复制过程中,SSAP介导的在滞后链上退火合成寡核苷酸的原理。因该机制是不依赖于Rad51介导的同源重组,不需要双链DNA的断裂,使得在单碱基对的分辨率下精准的染色体修饰效率达到> 40%,并且在靶向的基因位点处没有额外的突变。

研究用羟基脲(hydroxyurea,HU)减慢复制速度会增加等位基因替换的频率(ARF),通过在复制叉处的精确靶向,实现在启动子邻近或相反方向上插入ssODN(>10%),从而在一次转化中将12个寡核苷酸同时掺入到60个靶向突变位点。研究人员进一步制定了酵母细胞群连续多样化的策略,在复制叉处循环引入ssODNs的复杂库,将复杂库进行迭代转化,增加遗传多样性,迅速获得>105的基因组多样化组合。

eMAGE技术可通过在启动子、基因、终止子中精确导入突变,使异源β-胡萝卜素的生物合成途径多样化,从而改变类胡萝卜素的合成水平。在该研究中,DNA复制、修复、重组的工程化过程可以实现自动化,并为真核生物的多重基因组工程建立一个通用的策略。