新研究加强酵母全基因组编辑

美国伊利诺伊大学香槟分校赵惠民研究组在《自然 - 通讯》上发文称，他们成功整合了标准化遗传组分、定制基因组编辑工具和大规模自动化分子生物学实验这几项尖端技术，为生产新型酵母菌株用于工业生产、探索复杂的酵母基因组提供了可能，将大大提高对酵母的利用能力。

该小组通过创建 cDNA 文库，从面包酵母基因组中收集了超过 90% 的基因，同时排列定制 DNA 片段，使每个基因在一个版本中活性增强，而在另一个版本中活性降低。他们还利用 CRISPR-Cas 系统对酵母基因组进行精确切割，插入标准化遗传基因。CRISPR 系统使基因修饰率由原来的 1% 上升到了 70%。研究人员将基因活性部位高效整合到基因组中，随机产生许多不同的酵母菌株，使每种酵母菌株具有其独特的一组修饰，再人工选择所需性状的菌株。这个选择过程得到了伊利诺伊先进生物制造平台（iBioFAB）的帮助。iBioFAB 以自动化方式执行机器人系统，选择潜在的酵母菌株，大大加快了工作速率，同时创建和测试了许多独特的菌株。在伊利诺伊州高性能生物计算研究小组的支持下，研究者分析了最有潜力的酵母菌株的修饰基因组，确定了改变活性促成所需性状的基因组合。其中一些基因的功能是以往未知的，说明该技术能够帮助发现新的生物学知识。