天工所赵国屏/张燕飞团队NAR | 开发新型大肠杆菌光/暗诱导高效表达系统

主要观点总结

中国科学院天津工业生物技术研究所张燕飞研究员团队在国际学术期刊上发表了一项研究，开发两种新型光控大肠杆菌基因表达系统。该系统使用光照或黑暗代替IPTG，实现安全、无毒、易操控的蛋白质生产与代谢通量调控。

关键观点总结

关键观点1: 研究成果

开发两种新型光控大肠杆菌基因表达系统，使用光照或黑暗代替IPTG进行基因表达的调控。

关键观点2: 研究背景

大肠杆菌作为化合物及酶蛋白生产的首选宿主，具有广泛的应用。该研究为了解决现有诱导剂IPTG的缺点，以乳糖操纵阻遏蛋白LacI为研究对象，进行了光控蛋白质工程化改造。

关键观点3: 核心技术

引入蓝光响应元件AsLOV2结构域，构建了两种响应蓝光/黑暗的阻遏蛋白突变体OptoLacIL和OptoLacID，并基于这些构建了光控大肠杆菌基因表达系统。

关键观点4: 应用

将OptoE.coliDark系统应用于蛋白质生产和细胞工厂代谢途径的调控，已实现多种酶蛋白的高效表达，并在代谢通量控制方面表现出优异的性能。

关键观点5: 研究支持

该研究得到了国家重点研发计划、天津市合成生物技术创新能力提升行动以及合成生物学海河实验室重大攻关类项目的支持。

文章预览

01 遇见/摘要 近日，中国科学院天津工业生物技术研究所 赵国屏 院士大师工作室 张燕飞 研究员团队在国际学术期刊 Nucleic Acids Research 在线发表了一项题为＂ OptoLacI: Optogenetically engineered lactose operon repressor LacI responsive to light instead of IPTG ＂的研究工作。该研究开发了两种新型光控大肠杆菌基因表达系统，使用光照或黑暗代替 IPTG ，实现了安全、无毒，易操控地进行蛋白质生产与代谢通量调控。 02 遇见/内容 大肠杆菌作为多种化合物及酶蛋白生产的首选宿主，在生产中具有广泛的应用。乳糖操纵子系统是大肠杆菌中调控基因表达的重要组成部分，其中阻遏蛋白 LacI 通过结合操纵序列来抑制基因的转录。诱导剂 IPTG 通过与 LacI 结合，解除其抑制作用，从而调控基因表达。然而， IPTG 具有潜在的毒性，对菌体生长有一定的抑制作用，且价格较昂贵，诱导 ………………………………