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微生物基因编辑技术及在合成生物学中的应用

2018-03-02 09:25

基因编辑技术一种是对生物体内源基因进行精准改造的工程技术,在基础生物学和生物技术研究中地位重要。利用基因编辑技术实现对生命系统编程、代谢途径的模块化处理、元器件间的组合优化等是目前合成生物学的研究热点。自从1976年 Witkin等人利用紫外诱变改造微生物以来,基因编辑技术经历了40多年的发展,由不可调控的随机突变到依赖筛选标记和重组酶的基因打靶技术,以及近年来迅速成熟起来的反筛系统和CRISPR基因编辑技术。为实现微生物高效无痕地基因编辑,我们也开发出了各种新型的微生物基因编辑技术,包括DNA 甲基化模拟系统(MoDMP)、抗毒素开关调控的毒素反筛系统(TCCRAS)和基于限制性修饰系统的基因编辑技术(RMGE)等。与传统的基因打靶技术相比,新型的基因编辑技术具有更高效、简便的优势,尤其在对大片段基因簇的插入与调控方面,显著提高了我们精确改变细胞基因组的能力。利用基因编辑技术进行代谢途径重构、特殊编程及模块优化,使得合成生物学的应用扩展到了生物医药、天然产物合成、生物燃料生产和合成新物种等多个研究领域。因此,基因编辑技术已成为合成生物学的一把利剑,将给人们的生活带来重大改变,也将继续是科学家们研究和关注的热点。