Evolution机器加速葡京注册官网更好的错误

2019-02-05 09:19:03

作者:Ewen Callaway如果人类想要说服微生物生产大量的燃料或药物,我们可能需要帮助进化一种新的基因组工程机器可以在几天内调整数十种基因来创造数十亿种独特菌株 “这项技术使我们能够进行一些快速的进化,”哈佛大学医学院研究员哈里斯·王说,他与同事Farren Isaacs和George Church一起领导了这个项目 “我们正在努力做的一般动机是开发一套技术,使我们能够以与我们能够通过DNA测序从基因组中读取的相同的方式写入任何生物体的基因组,”他补充说 传统上,遗传工程师一次处理一个基因,系统地改变其字母以达到特定的效果,例如更高的蛋白质产量或稳定性但由于许多商业上有用的化学物质依赖于数十种基因的网络,因此在复杂途径中系统地突变每个基因变得困难,接近不可能例如,美国化学品公司杜邦(DuPont)花了将近7年的时间和数亿美元来确定优化微生物的20种遗传变化,从而生产出一种名为1,3-丙二醇的商业溶剂,Isaacs和Wang说相比之下,这种被称为多重自动化基因组工程或MAGE的新方法可以在几天内以几千美元的成本产生数百或数千个突变为了证明MAGE,研究人员设计了大肠杆菌,这种大肠杆菌的生成能力是番茄红素的5倍,而不是他们的生长者番茄红素是一种富含番茄的抗氧化剂,与用于对抗癌症和疟疾的化合物有关至少已知20种影响番茄红素生成的基因,一次重写基因或部分基因的常规基因工程技术是不够的在许多情况下,一个阻碍生产的基因突变可以被另一个基因的突变所抵消偶尔,这些双突变体比没有变化的菌株更有效地产生化学物质但是,Wang和Farren的方法不是试图直接创造双突变体,而是同时产生数百甚至数千个突变,导致数十亿种不同的菌株因为番茄红素将细胞染成红色,研究人员只选择了最亮的细菌 “可能存在可能具有这些特性的细胞,但我们正在努力做的是加快这一过程以找到我们感兴趣的特定特征,”Wang说 MAGE依赖于细胞将少量实验室制造的DNA整合到其分裂染色体中的趋势研究人员可以定制这些位,以便修改特定基因甚至部分基因这使得科学家可以对他们认为合适的突变施加尽可能多的控制 “很多时候,当你进行工程学时,你有一个非常具体的目标:'我需要做出这个改变',”王说 “对于我们在基因工程方面做的很多事情,我们并不一定知道解决方案”工程维生素生产细菌并不是新技术的唯一用途,Isaacs说 “它将立即减少提高几乎所有化合物的效率和产量所需的时间,这些化合物目前在大肠杆菌中产生,并且远远超出其他类型的生物体”该团队正在计划调整该技术他们说,对酵母很快,植物和动物细胞也应该适合MAGE目前,研究人员正在与生物燃料和化学品制造商合作,希望在实验室中制造出最终可以在工业规模上使用的重磅炸弹德克萨斯大学奥斯汀分校的生物化学家安迪·艾灵顿说:“我......看看这篇论文并认为,这真的很酷,而且它是一块踏脚石”通过绘制无数突变,赋予细菌有用的特性,如生物燃料生产,研究人员最终将学会预测突变的影响并创建自己的定制菌株 “天哪,当从头开始制造大肠杆菌变得便宜时,我们为什么不这样做,”艾灵顿说期刊参考:Nature(DOI:10.1038 / nature08187)更多关于这些主题的信息: