期刊,合成生物学 2023年卷1期_国家学术搜索

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合成生物学

合成生物学/Journal Synthetic Biology JournalCSCDCSTPCD北大核心

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拉曼光谱技术在单细胞表型检测与分选中的应用进展

王喜先孙晴刁志钿徐健...

204-224页

查看更多>>摘要：基因组测序、编辑与合成技术日新月异,推动了基因型"设计"和"合成"能力的突飞猛进,同时也使人工细胞的表型检测成为合成生物学发展的瓶颈之一.对于细胞功能的快速测试与评价,单细胞分析技术具有重要意义与前景,但理想的解决方案需要具备活体无损、非标记式、提供全景式表型、能分辨复杂功能、快速高通量且低成本、能与组学分析联动等特征.拉曼光谱技术具备上述所有特征,能够提供单细胞的化学成分组成及分子结构等信息,是一种高效的单细胞表型识别技术.本文首先概述了拉曼组概念和基于拉曼组的细胞功能表型识别,包括代谢产物定性和定量、底物代谢和互作表征、细胞种类和状态鉴定以及环境应激检测等;其次,根据拉曼信号的分类、拉曼信号检测模式和目标细胞分选策略,对现有的拉曼分选平台及其在细胞表型分选中的应用进行分析总结;最后,对单细胞拉曼光谱技术在合成细胞表型检测与分选面临的问题、潜在解决策略进行了探讨和展望.单细胞拉曼光谱技术不仅为细胞工厂的高通量、全景式表型检测与筛选提供了全新的解决方案,还将推动"单细胞精度的表型组-功能基因组"作为一种新的生物大数据类型,服务于"数据科学"驱动下的合成生物技术.

关键词：

合成生物学拉曼光谱技术细胞工厂单细胞表型识别高通量分选

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基因增变器驱动的酿酒酵母基因组连续进化

潘颖佳夏思杨董昌蔡谨...

225-240页

查看更多>>摘要：酿酒酵母是工业生物技术最常用的底盘细胞之一,被广泛应用于生物基化学品和高附加值产品的大规模生产.鉴于生物体系代谢和调控网络的复杂性,由多基因协同控制的复杂生理性状的改造通常需要采取全基因组进化来实现.为实现酿酒酵母基因组的快速进化,本研究采用CRISPR干扰技术(CRISPRi)调控与染色体复制和稳定性相关基因(MSH2、TSA1、RAD27和CLB5,即增变基因)的表达水平,构建了能够调控酿酒酵母基因组突变率和突变类型的基因增变器.利用基因增变器提高酿酒酵母的β-胡萝卜素合成水平、木糖利用效率和异丁醇耐受性.此外,构建了混合基因增变器和多重基因增变器,进一步探究了不同表型基因组进化所需的最佳突变类型以及不同突变类型之间的协同进化机制.本研究不仅可用于创建高性能酿酒酵母细胞工厂,还有可能发展一个具有普遍适用性的基因组连续进化策略.

关键词：

基因增变器酿酒酵母基因组连续进化CRISPR干扰增变基因

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