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介導的高效基因編輯技術
近日，華南理工大學生物科學與工程學院林影、梁書利團隊在畢赤酵母基因編輯方面取得新進展，相關成果在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、強分泌、高密度以及適宜的翻譯后修飾等優(yōu)點，已廣泛用于外源蛋白的高效分泌表達。隨著基因組信息的解析及代謝模型的建立，它作為底盤細胞在生產高附加值化學品和藥品方面具有較大潛力。有效的合成生物學工具對于拓展畢赤酵母的工業(yè)應用至關重要。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)絡調控及合成生物學工程化平臺的構建。
該研究在畢赤酵母中建立了一種由CRISPR-Cpf1介導的新的高效基因組編輯方法。對相關元件進行系統(tǒng)優(yōu)化后，該系統(tǒng)基因編輯效率達到：單基因編輯（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)進行ADE2的基因編輯
同時，利用該方法在畢赤酵母中首次實現(xiàn)了DNA大片段的刪除（20Kb），為畢赤酵母底盤基因組精簡提供基礎工具。此外，該系統(tǒng)實現(xiàn)了番茄紅素合成途徑三個基因的一次性快速導入。
圖2：利用CRISPR-Cpf1進行大片段敲除
圖3：通過CRISPR-Cpf1系統(tǒng)一次性快速導入番茄紅素合成途徑
本研究不僅為畢赤酵母（Pichia pastoris）提供了新的一個簡單、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化等相關領域的研究。
研究得到國家重點研發(fā)項目(2018YFA0901700)和廣東省重點區(qū)域研發(fā)項目(2019B020210003)的資助。
論文封面圖片
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