新的工具箱允许在没有CRISPR的情况下进行基因组工程

来自VIB KULeuven微生物中心和VIB UGent植物系统生物学中心的比利时研究人员开发了一个由16种不同的短DNA序列组成的新工具箱，可以在任何基因组中触发受控和特定的重组事件

这一新的专利工具箱是对CRISPR的补充，在某些应用中超过了CRISPR，现在可供基因组工程领域的研究人员和工业界使用。研究结果今天发表在《自然通讯》的两篇同时发表的论文中

位点特异性重组酶能够有效地在基因组中的特定位置切割和粘贴DNA，其中每个重组酶识别一个精确的DNA序列。由于其序列特异性，CRISPR系统在过去十年中作为一种基因组工程工具，已经盖过了位点特异性重组酶

CRISPR系统在该领域引起了一场革命，因为它们可以很容易地靶向不同的基因组基因座。然而，由于位点特异性重组酶的操作方式不同，它们避开了CRISPR的一些主要问题，包括DNA双链断裂的毒性，导致不希望的点突变和结构变异，许多非传统生物和非分裂细胞面临的编辑效率低，以及插入大DNA片段的困难。此外，CRISPR非常复杂的专利申请使其在研究和工业中的应用往往困难且昂贵

VIB-KULeuven微生物中心的研究小组和他们在VIB-UGent植物系统生物学中心的同事现在已经解决了早期位点特异性重组作为基因组工程手段的缺点。该团队扩大了使用病毒重组酶（Cre）的工具箱，使其现在可以特异性地识别、切割和粘贴多个DNA位点。该团队已经确定了一组16个位点，这些位点可以与同一个位点有效重组，但不能与这组位点中的任何其他位点重组，这适用于不同的生物体

“由于这些正交重组系统，我们可以避免基因组中多个重组位点相互作用的不可预测的方式，”VIB KULeuven微生物中心主任Kevin Verstrepen说。“这为许多研究项目开辟了途径，可以同时安装许多小的或大的基因组编辑，或者在基因组工程工作中重复回收标记。”

Kevin Verstrepen实验室的博士生Charlotte Cautereels在酵母中建立了新的工具箱，并在细菌细胞中进行了测试。然后，她与VIB-UGent PSB中心合作，也展示了其在植物细胞中的效率

在她的最新出版物中，她展示了如何使用它来优化代谢途径基因的表达和工业相关分子的生产滴度。用新的重组位点对专用基因调节因子进行单轮洗牌，已经使生产滴度翻了一番