微生物技術國家重點實驗室
  
科研進展
您當前的位置: 網站首頁 >> 科研進展 >> 正文

 

張友明團隊在微生物基因組編輯及發掘方面獲得新進展

 

近日,山東大學微生物技術重點實驗室張友明教授團隊,在微生物基因組編輯和基因組發掘方面取得了新進展,建立了伯克氏菌中以Red/ET DNA重組工程技術為核心的基因組編輯和隱秘生物合成途徑的原位激活平臺。相關研究成果以Discovery of recombinases enables genome mining of cryptic biosynthetic gene clusters in Burkholderiales species(“發現新型重組酶介導的基因組編輯技術促進基因組發掘多種伯克氏菌中的隱秘生物合成基因簇”)為題,在線發表在國際著名期刊《美國科學院院報》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)上 (Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2018, 115, DOI:10.1073/pnas.1720941115五年影響因子達10.414)。該文章共同第一作者為微生物技術國家重點實驗室博士研究生王雪、博士后周海波博士和聯合培養博士生陳漢娜,通訊作者為張友明教授和卞小瑩教授,山東大學微生物技術國家重點實驗室為第一單位。

微生物是藥物和生物農藥的重要來源。全基因組測序發現微生物中仍然含有大量的隱秘生物合成基因簇尚未開發,隱秘基因簇編碼的天然產物也是一個未被完全發掘的藥物資源。利用啟動子改造工程對激活這些基因簇,是一種有效的發掘隱秘基因簇的策略,而該策略的實施卻受限于基因組編輯技術的匱乏,尤其是在基因簇豐富的非模式細菌中這種限制愈發明顯。在本研究項目中,通過基因組掃描發現了一對新型的同源重組酶,并構建該重組酶的瞬時表達質粒將其應用到啟動子改造工程激活未知基因簇中,因此在多株缺乏有效基因操作工具的非模式伯克氏菌中,建立了高效的基因組編輯技術;在此基礎上實現了三株伯克氏菌的基因組發掘,激活和鑒定多個隱秘基因簇,并對兩類新型的脂肽類化合物glidopeptinsrhizomides的結構和生物活性進行了系統研究。此外,本研究建立了一套有效伯克氏菌的基因組編輯技術,能夠方便快捷的對多種伯克氏菌的基因組進行大片段刪除和修飾工作,因此為構建天然產物異源表達的通用底盤菌提供了有力的技術支持。

 本研究極大了促進了伯克氏菌的基因組編輯和基因組發掘發現新型天然產物的發展,為深度利用和開發伯克氏菌資源奠定了技術基礎。利用重組酶建立高效基因組編輯技術并激活基因簇的策略同樣可以應用到其它細菌中,規模化地從細菌中發現具有良好活性的天然產物用于藥物研發。而且本研究開辟了在天然產物產生菌中直接建立高效基因組編輯技術系統的研究,有利于在本源菌中激活沉默基因簇、直接編輯本源菌和生物組合合成等方法進行產量和結構優化等。

論文第一作者王雪,是張友明教授回國后指導的第一個博士生。張友明教授團隊主要從事基于Red/ET同源重組工程的DNA大分子克隆和微生物基因組編輯技術體系的建立優化及產業化、以及以此為基礎的微生物藥物、轉基因動物和病毒核酸疫苗研究領域的應用。團隊核心成員卞小瑩教授從事生物技術驅動的細菌基因組發掘和合成生物學研究,2015年入職以來,以第一作者/通訊作者發表論文7篇,主持省部級項目5項。

該項研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃、山東省自然科學基金重大基礎研究計劃、高等學校學科創新引智基地、國家“千人計劃”和山東大學齊魯青年學者等項目的大力支持。(作者:文/卞小瑩 圖/卞小瑩)


相關鏈接 http://www.pnas.org/content/early/2018/04/13/1720941115

 

 

CopyRight ? 2014 山東大學微生物技術國家重點實驗室
地址: 山東省青島市即墨濱海路72號 郵政編碼:266237 電話:0532-58631517  
亚美优惠永多一点-亚美优惠娱乐多一点