【大片段DNA染色体成功整合！】近期，中国科学院分子植物科学卓越创新中心开发了创新的、基于可重复利用靶点的大片段DNA染色体整合策略，构建了首株能够脱离质粒、稳定合成红霉素A的大肠杆菌菌株，并提升了产量。红霉素是临床重要的广谱大环内酯类抗生素。传统研究多采用多质粒系统进行表达，但质粒的不稳定性、抗生素的使用及细胞代谢负担过重，限制了生产效率提升。为了解决这一难题，该研究开发了基于CRISPR/Cas9的可重复利用靶点工具包。这一工具包针对不同长度的片段采取了差异化策略。对于大于10 kb的片段，采用两步整合法，利用限制性内切酶从质粒直接切割大片段作为供体DNA，避免了长片段PCR引入突变的风险；对于小于5 kb的片段，采用迭代整合法，在同一靶点进行连续组装。通过该技术，研究将23个红霉素合成相关基因，精确集成到大肠杆菌BAP1的染色体上，获得了工程菌株sZG9，这是全球首个实现无质粒红霉素A生物合成的大肠杆菌菌株。在实现染色体稳定集成后，研究进一步针对红霉素合成中的前体供应瓶颈，进行了深度的代谢工程优化。经过多轮迭代优化，菌株sZG135的红霉素A产量达到9.80 mg/L，较初始菌株实现了8.25倍的增长，刷新了目前大肠杆菌合成红霉素A的最高产量纪录。目前，相关研究成果已发表于《生物资源技术》。中国科普博览
