尽管CRISPR技术可以更好地操纵基因组,对现代药物开发和发现新的更好的抗生素产生了许多积极影响,但在使用该技术时,基因组不稳定和cas9蛋白毒性等重大问题仍然存在。
但是在一项新的研究中PNAS,科学家们提出了一种名为CRISPR- best的有前途的CRISPR工具包的新成员。该工具使用一种有效的方法在放线菌中产生突变,而不需要DNA双链断裂。
因此,CRISPR-BEST系统解决了放线菌细菌基因工程的一个主要挑战,因为引入双链断裂通常会造成遗传不稳定,从而迫使细菌重新排列甚至删除其染色体的大部分。当改造细胞使其能够产生生物活性化合物和新的抗生素时,这是你想要避免的现象。
“CRISPR- best解决了与当前CRISPR技术相关的一些主要问题。“这可能是朝着更好地利用生物技术潜力的方向迈出的一大步,例如依赖于基因操作和基因编辑的代谢工程和合成生物学,”诺和诺德基金会生物可持续性中心(DTU Biosustain)研究员姚军说。爱博网投领导者
两全其美
开发CRISPR- best的想法是在研究人员想要使用传统的CRISPR方法使一个特定基因失活以产生抗生素kirromycin的新变体之后产生的。但在这些实验中,他们并没有只灭活想要的基因,而是失去了染色体的大部分——总共超过130万个碱基对。因此,他们开始寻找通过CRISPR获得高效率的方法,同时避免可能导致大缺失的染色体切割。
他们认为CRISPR-BEST是结合两个世界优势的成功尝试。
“我们保持了CRISPR的效率,这使我们能够非常容易地靶向感兴趣的基因。但另一方面,我们现在可以在非常温和的条件下引入突变,这将大大减少对细胞的压力,从而避免抗生素产生细菌的遗传不稳定性,”诺和诺德基金会生物可持续性中心(DTU Biosustain)教授兼副主任蒂尔曼·韦伯(Tilmann Weber)说。
进一步优化
CRISPR-BEST是朝着正确方向迈出的一大步,但科学家们目前正在研究如何进一步提高编辑效率,并增加可以同时进行的基因组编辑的数量。这些发展可以与使用可以处理大量样本的机器人技术携手并进,为将来进行更多的基因组编辑铺平道路。
童耀军说:“放线菌是抗生素和其他生物活性化合物的最佳生产者之一,对于放线菌的系统代谢工程来说,只有少数遗传工具具有系统代谢工程方法所需的吞吐量和可扩展性,所以我们现在拥有一个新的工具包已经是一个优势。”
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