【清华团队开发蛋白定向进化“超级加速器”,突变率提升超150万倍,1天实现数月迭代进化效果】
科学家按下基因进化的“超级加速键”,过去自然界中需要数万年甚至更久的基因突变和进化过程,现在只需要 1 天就能完成了。
最近,#清华大学# 陈国强教授团队开发了一种突破性的定向进化技术——“正交转录突变系统”(orthogonal transcription mutation system)。该系统能够加速对目标#基因# 的进化过程,具有突变效率高、特异性高、突变范围广、宿主兼容性强和使用简便的特点。
值得关注的是,该系统在非模式生物中突变率提升超过 150 万倍。研究人员应用该系统在单日诱变周期内快速进化了荧光蛋白、色素蛋白、细胞骨架蛋白、细胞分裂相关蛋白、全局转录因子及 LysE 转运蛋白。这意味着,原本需要数周甚至数月迭代进化才能获得的理想效果,现在仅需 1 天即可实现。
通过将脱氨酶与噬菌体 #RNA# 聚合酶融合,该系统能够在目标基因中均匀引入 C:G 到 T:A 和 A:T 到 G:C 的突变,同时保持较低的脱靶效应。研究团队对该工具的特异性进行检测,发现它能够针对特定的目标基因产生高频突变,对其他基因的干扰很小,从而保证了高特异性。
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