天津工生所等构建出新型基因组随机突变系统

　　与传统的定向进化相比，体内连续进化的研究仍处在较初级的阶段。目前仅在大肠杆菌或酿酒酵母等模式微生物底盘中构建出了体内连续进化系统，而这些系统本身存在局限，体内连续进化技术还需进一步的发展和完善，以满足更广泛的需求。

　　中国科学院天津工业生物技术研究所研究员张学礼带领的微生物代谢工程团队、研究员毕昌昊带领的合成生物技术研究团队，与大连工业大学教授张春枝和天津师范大学教授李菊带领的团队合作，共同设计构建出一种新型的基因组随机突变系统：Helicase-AID。该系统将DNA解旋酶与胞嘧啶脱氨酶（AID）融合，形成酶复合物。在大肠杆菌和酿酒酵母基因组水平的随机突变相对于野生型突变效率分别提高2.5×103倍和1.68×103倍。此外，研究发现Helicase-AID在大肠杆菌中的随机突变与DNA复制高度协调。由于解旋酶在真核生物中高度保守，因此Helicase-AID可应用于各种真核细胞。

　　研究人员将Helicase-AID进一步应用于产β-胡萝卜菌株体内连续进化，使产β-胡萝卜大肠杆菌工程菌株的β-胡萝卜素产量增加了371.4%，产β-胡萝卜酿酒酵母工程菌株的β-胡萝卜素产量提高了75.4%。

　　研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、天津市合成生物技术创新能力提升行动等的支持。相关研究成果发表在Metabolic Engineering上。

　　论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1096717621001294?via%3Dihub

DnaB-AID 介导的随机碱基编辑机制

不同菌株β-胡萝卜素的产量