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        CasPER一種多樣化酶的新方法
        
			
        
				2019-03-27 10:17:22
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			  來源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        發(fā)表在代謝工程期刊上的一項新研究描述了一種基于CRISPR / Cas9的方法，該方法可以靈活地設計必需和非必需酶而無需額外的工程。這有多種應用，包括開發(fā)生物基藥品，食品添加劑，燃料和化妝品。
        

        CasPER一種多樣化酶的新方法
        

        “當生產菌株時，這將使生物合成途徑中的某些限制性酶更容易設計并提高效率，特異性或多樣性。人們將能夠發(fā)現(xiàn)該途徑中最佳的權衡酶變體并增加有價值的產量化合物，“DTU生物可持續(xù)性Novo Nordisk基金會研究員Tadas Jakociunas說。
        

        新開發(fā)的方法稱為CasPER，并且基于現(xiàn)有技術，例如CRISPR / Cas9，近年來已用于酵母的基因組工程和重新編程。然而，這種新工具使科學家能夠通過整合更長的多樣化片段來設計酶或其活性結構域，從而提供了靶向特定區(qū)域中每個核苷酸的機會。在酵母中，CasPER能夠以幾乎100%的效率整合誘變的DNA片段，即使是以多重方式。
        

        發(fā)現(xiàn)酶變體
        

        對新方法的深入表征得出結論，已經存在的CRISPR / Cas9方法之間的主要區(qū)別在于CasPER允許非常有效的整合和以多重方式攜帶具有各種突變的大DNA片段以產生具有數十萬種酶變體的細胞庫。 。
        

        雖然其他CRISPR方法主要依賴于較短序列的整合以使DNA多樣化并需要多輪工程，但CasPER顯著拓寬了工程DNA片段的長度。此外，它不需要任何額外的步驟，使酶更多和更有效地使酶多樣化以產生更高產量的所需化學品。
        

        篩選平臺
        

        例如，在引入CRISPR / Cas9之前，在酵母中設計必需酶是一個相當緩慢的過程。如今，將酶設計為更高效和特異性是可行的，允許它們將更多底物轉化為產物。
        

        “建造用于生產有價值化合物的細胞工廠仍然是非常昂貴和耗時的，因此將所有這些資金和時間投入工程需要得到回報。您需要生產一定數量的產品以使其具有商業(yè)相關性，并且像CasPER這樣的工具肯定會有助于加速和升級這個過程，“Jakociunas說。
        

        作為這項研究的概念驗證，科學家們針對甲羥戊酸途徑中的幾種必需酶。這種生物合成途徑負責甾醇的產生，并且在大多數生物體中是必需的。從對人類的研究來看，它最為人所知的是他汀類藥物的目標，他汀類藥物是一類降膽固醇藥物。這些藥物基于抑制該途徑中的一些步驟。在一些細菌和真核生物中，該途徑負責產生最大類的化合物類異戊二烯。為了證明CasPER的適用性和效率，科學家們在甲羥戊酸途徑中靶向了兩種必需的酶，并且能夠選擇細胞工廠，其類胡蘿卜素的產量增加了11倍。
        

        工業(yè)和學術界的巨大潛力
        

        未來，CasPER可廣泛用于學術界和工業(yè)界。雖然該方法的主要應用是加速和降低工程和優(yōu)化細胞工廠的成本，但該方法也可以應用于需要DNA多樣化的任何實驗。
        

        “你可以研究蛋白質功能，開發(fā)蛋白質結構預測工具，研究蛋白質與DNA，底物和其他分子的相互作用，使調控元件多樣化，如啟動子，終止子和增強子，”Tadas Jakociunas說。
        

        該方法在酵母中得到驗證，但也可用于其他具有有效同源重組機制的生物體。
        
			

			
          
        
			
        
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