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一种光遗传学辅助的连续进化筛选工程菌株及筛选方法和应用
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-10-08 15:13:52
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-10-11 16:33:34
本发明公开了一种光遗传学辅助的连续进化筛选工程菌株及筛选方法和应用，属于生物工程技术领域。该工程菌株包括两个单元：突变‑报告单元，用于引入启动子目标蛋白区域的点突变以及改变目标蛋白的荧光特性或改变目标蛋白调控的下游报告蛋白的荧光特性；致死‑筛选单元，用于为光响应合成抗生素保护目标细菌，同时光响应产生活性氧杀死非目标细菌。本发明能够很好的解决生物学中大量彼此独立(高通量)的光遗传学测试的问题，其整体结构简单、适用性广，实际操作方便，对提升高通量光遗传学基因线路的开发效率以及研究光敏基因的基本原理有着重大意义。
1.一种光遗传学辅助的连续进化筛选工程菌株，其特征在于，该工程菌株包括两个单元：
突变-报告单元，用于引入启动子目标蛋白区域的点突变以及改变目标蛋白的荧光特性或改变目标蛋白调控的下游报告蛋白的荧光特性；
致死-筛选单元，用于为光响应合成抗生素保护目标细菌，同时光响应产生活性氧杀死非目标细菌。
2.根据权利要求1所述的光遗传学辅助的连续进化筛选工程菌株，其特征在于，所述突变-报告单元选择一个质粒表达，致死筛选单元选择一个质粒表达，构成能够同时表达的双质粒表达系统。
3.根据权利要求2所述的光遗传学辅助的连续进化筛选工程菌株，其特征在于，所述突变-报告单元选择质粒pJN105表达；所述致死筛选单元选择质粒pSUPAR表达。
4.根据权利要求3所述的光遗传学辅助的连续进化筛选工程菌株，其特征在于，所述质粒pJN105上载有阿拉伯糖启动子，为表达T7聚合酶RNAP融合的突变蛋白AID732。
光遗传学(optogenetics)是一门结合光和遗传工程操控目标基因的学科，通过将受到光响应的目标蛋白在目标宿主中表达，从而能够通过光刺激调控宿主的生理功能或行为。与光遗传学关联的技术在科学研究与生产制造中获得广泛应用。
定向进化是模拟达尔文的进化过程，通过人为引入大量突变，按照特定需求和目标筛选获得期望的蛋白质，是一种近年发展起来的蛋白质工程方法，在代谢工程和合成生物学领域发挥着重要作用。定向进化的常见策略包含随机进化、改组技术、半理性进化和理性进化，这些策略的关键点都在于突变的筛选。因此在定向进化的筛选过程中，如何引入大量突变并筛选出符合预期的突变成为了关键所在。
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与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开的光遗传学辅助的连续进化筛选工程菌株，包括突变单元、报告单元和致死筛选单元，突变单元是为了引入启动子下游目标蛋白区域的大量点突变，报告单元能够改变目标蛋白或者目标蛋白调控的下游报告蛋白的荧光特性，致死筛选单元为双致死设计，能够完成双响应，其一为光响应合成抗生素保护目标细菌，其二为光响应产生活性氧杀死非目标细菌。该工程菌株的结构设计合理，通过突变诱导、致死筛选能够满足定向进化的筛选设计要求，因而能够解决生物学中大量彼此独立(高通量)的光遗传学测试的问题，其整体结构简单，适用性广，实际操作方便，对提升高通量光遗传学基因线路的开发效率以及研究光敏基因的基本原理有着重大意义。
技术合作
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
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