CRISPRi/ddCpf1促进大肠杆菌中丙二酰辅酶A的积累

丙二酰辅酶A是多种有价值化合物(包括食品、保健品等)合成的重要前体物质,其合成已成为大肠杆菌中生产目标代谢物的潜在瓶颈。为解决其生物合成的瓶颈问题,作者通过CRISPR干扰(CRISPR interference,CRISPRi)促进丙二酰辅酶A的积累。首先,构建了丙二酰辅酶A的生物传感器,实现了其快速、可视化的胞内测量。随后,构建了CRISPRi/ddCpf1系统,实现了基因转录的抑制,并尝试用ddCpf1(催化失活的Cpf1)和RNA聚合酶抑制蛋白Gp2融合表达(CRISPRi/ddCpf1-Gp2)。结果表明,Gp2虽然有一定的转录抑制效果,但是严重影响了生长。最后,利用CRISPRi/ddCpf1系统进行两组双靶点基因抑制,分别靶向乙醛脱氢酶和3-氧代酰基-酰基载体蛋白合酶II基因,以及3-氧代酰基-酰基载体蛋白合酶I和琥珀酰辅酶A合成酶基因,均实现了丙二酰辅酶A浓度的提高。