林影教授課題組在ACS Synthetic Biology雜志上發(fā)表封面論文——畢赤酵母中CRISPR-Cas12a/Cpf1介導(dǎo)的高效基因編輯技術(shù)
近日，華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院林影、梁書利團(tuán)隊(duì)在畢赤酵母基因編輯方面取得新進(jìn)展，相關(guān)成果在ACS Synthetic Biology期刊上發(fā)表了題為“A Novel and Efficient Genome Editing Tool Assisted by CRISPR-Cas12a/Cpf1 for?Pichia pastoris”的封面論文，博士研究生張新穎為論文第一作者。 （論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acssynbio.1c00172）
畢赤酵母具有高表達(dá)、強(qiáng)分泌、高密度以及適宜的翻譯后修飾等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于外源蛋白的高效分泌表達(dá)。隨著基因組信息的解析及代謝模型的建立，它作為底盤細(xì)胞在生產(chǎn)高附加值化學(xué)品和藥品方面具有較大潛力。有效的合成生物學(xué)工具對(duì)于拓展畢赤酵母的工業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要。然而，至今仍然缺乏高效的基因編輯工具，大大限制了其代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控及合成生物學(xué)工程化平臺(tái)的構(gòu)建。
該研究在畢赤酵母中建立了一種由CRISPR-Cpf1介導(dǎo)的新的高效基因組編輯方法。對(duì)相關(guān)元件進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化后，該系統(tǒng)基因編輯效率達(dá)到：?jiǎn)位蚓庉嫞?/span>99±0.8%）、雙基因編輯（65±2.5%至80±3%）、三基因編輯（30±2.5%）。
圖1：優(yōu)化CRISPR-Cpf1系統(tǒng)進(jìn)行ADE2的基因編輯
同時(shí)，利用該方法在畢赤酵母中首次實(shí)現(xiàn)了DNA大片段的刪除（20Kb），為畢赤酵母底盤基因組精簡(jiǎn)提供基礎(chǔ)工具。此外，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了番茄紅素合成途徑三個(gè)基因的一次性快速導(dǎo)入。
圖2：利用CRISPR-Cpf1進(jìn)行大片段敲除
圖3：通過(guò)CRISPR-Cpf1系統(tǒng)一次性快速導(dǎo)入番茄紅素合成途徑
本研究不僅為畢赤酵母（Pichia pastoris）提供了新的一個(gè)簡(jiǎn)單、高效的基因編輯工具，并將加速畢赤酵母代謝工程及基因組進(jìn)化等相關(guān)領(lǐng)域的研究。
研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2018YFA0901700)和廣東省重點(diǎn)區(qū)域研發(fā)項(xiàng)目(2019B020210003)的資助。
論文封面圖片
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