CRISPR SWAPnDROP——用于基因组编辑与大规模跨物种基因转移的多功能系统
基因组学
2022-10-12 v1
摘要
生物技术、合成生物学与基础研究中多样的染色体改造需求推动了新技术的开发。借助 CRISPR SWAPnDROP，我们将基因组编辑的边界拓展至细菌物种间大规模体内 DNA 转移。其模块化平台方法便于物种特异性适配，以在不同物种中实现基因组编辑。本研究中，我们展示了 CRISPR SWAPnDROP 概念在模式生物大肠杆菌与当前生长最快且具生物技术相关性的生物盐单胞菌（Vibrio natriegens）中的实现。我们证明了 151kb 染色体 DNA 在大肠杆菌菌株间及从大肠杆菌到盐单胞菌的切除、转移与整合，无需受限尺寸的中间 DNA 提取。通过转移大肠杆菌 MG1655 野生型 lac 操纵子，我们在盐单胞菌中建立了功能性乳糖与半乳糖降解途径，拓展其生物技术谱系。我们还转移了大肠杆菌 DH5alpha lac 操纵子，使盐单胞菌具备 α-互补能力——朝超快克隆菌株迈进的一步。此外，CRISPR SWAPnDROP 被设计为基因组工程中的瑞士军刀。其应用范围涵盖无痕、无标记、迭代与并行插入缺失、基因组重排，以及菌株间与跨物种基因转移。模块化特性便利 DNA 文库应用与标准化部件回收。其新型多色无痕共选择系统将单编辑效率显著提升至 92%、四重编辑至 83%，并在组装与编辑全过程提供可视化质控。
引用
@article{arxiv.2111.11880,
title = {CRISPR SWAPnDROP -- A multifunctional system for genome editing and large-scale interspecies gene transfer},
author = {Marc Teufel and Carlo A. Klein and Maurice Mager and Patrick Sobetzko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.11880},
year = {2022}
}