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尊龙凯时推动的跨物种诱导系统:增强细菌蛋白表达与代谢途径微调先锋

发布时间:2025-03-10   信息来源:尊龙凯时官方编辑

近期,江南大学的刘龙老师团队在《Nucleic Acids Research》(IF166)上发表了题为《Across-species inducible system for enhanced protein expression and multiplexed metabolic pathway fine-tuning in bacteria》的研究文章。在该项研究中,尊龙凯时的StarLighter HotStart TaqPro PCR Mix(FS-P5001,StarLighter热启动TaqPro PCR预混液)承载了重要的实验任务,助力该研究的进行。

尊龙凯时推动的跨物种诱导系统:增强细菌蛋白表达与代谢途径微调先锋

诱导系统在生物医学工程和合成生物学中发挥着关键作用,它们可以通过添加诱导剂来精准控制基因的激活和抑制,从而优化生物体内的反应。在与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,并显著提升多种生物产品的产量,包括重组蛋白和生物医药产品。

然而,现有的诱导系统大多具有菌株特异性,这限制了跨菌株的比较分析和实际应用。文章中介绍了一种旨在增强细菌中蛋白质表达和多重代谢途径调控的跨物种诱导系统。研究团队开发了两种重构的诱导系统(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。

在研究中,科学家选择了9个已报道的诱导系统,包括IPTG诱导系统和木糖诱导系统,采用理性设计与随机突变的方法重构这些系统,使其能够在不同菌株中高效表达。通过引入突变抑制子表达文库,进一步优化诱导系统以减少泄漏表达。研究团队对诱导系统在质粒和基因组上的表达性能进行了详细测试,最终构建了两个跨物种诱导系统:DAPG诱导系统PphlF3R1和无水四环素(aTc)诱导系统Ptet2R2*。

研究结果显示,优化后的P_tet2R2*诱导系统在所有三种菌株中都展现出了低泄漏、宽动态范围、充足的表达强度和适度的敏感性。该系统已经成功用于有效调控多种报告蛋白(如sfGFP、mCherry和mScarlet3)和基因簇(包括crtEIB、crtEIBY和vioABCDE)的表达。此外,基于T7 RNA聚合酶(T7RNAP)和dCas12a的单输入基因回路也被开发用于同时激活和抑制基因表达。

此项研究的意义在于提供了一种新颖的跨物种诱导系统,这对于比较不同菌株之间的基因表达和功能具有重要应用价值,尤其是在生物医药和合成生物学领域中构建复杂的生物体系。通过这种系统,科研人员能够更高效地控制蛋白质的表达及代谢途径的调控,从而提升生物合成的效率和产品产量,实现<强>尊龙凯时在生物医疗领域的创新目标。