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进化吧酵母菌:新技术加速酿酒酵母的基因组演
发布时间:2020-05-30 21:02

  酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae )是一种常用工业生物,需要经过一定改造才能产出特定产物或忍耐严酷的工业条件。SCRaMbLE系统旨在通过重排合成染色体上的基因,形成大量的遗传多样性,之后人们可以根据期望的目标,如改进产物合成,来筛选所得的菌株。但是对于单倍体酵母而言,如果删除了关键基因,也许会杀死原本可能多产的菌株。

  为了解决这个问题,美国纽约大学朗格尼医学中心的Jef Boeke及同事让包含合成染色体的酵母与野生型酿酒酵母或近亲的奇异酵母(S. paradoxus)杂交。这样得到的二倍体后代比单倍体菌株更强健,因为它们能在42C的温度和高咖啡因水平下生长。“辅助”野生型染色体使得二倍体酵母可以删除合成染色体上的关键基因,同样的操作对原始菌株却是致命的。(论文:Heterozygous diploid and interspecies SCRaMbLEing)

  在另一篇论文Rapid host strain improvement by in vivo rearrangement of a synthetic yeast chromosome中,英国帝国理工学院的Tom Ellis及同事将SCRaMbLE应用在一个携带完全合成染色体V的酵母菌株上,以改进药物合成,使该酵母菌株代谢另一种糖源。作者将青霉素的生物合成途径添加到该酵母上,并利用SCRaMbLE对酵母基因组加以处理,最终使其产率较过去增加两倍。他们还通过SCRaMbLE推动酵母菌株利用木糖生长(木糖广泛存在于植物中)。