Genome Biology |中科院深圳先进院研究团队开发了一种新的方法来改造和最小化酵母基因组

中国科学院深圳先进技术研究所（SIAT）的研究人员开发了一种称为SCRaMbLE的基因组紧实（SGC）方法，用于改良和最小化酵母基因组。

他们表明，该方法可以有效地减少合成染色体臂（synXIIL）。 他们的研究于1月4日发表在Genome Biology中。

冗余是基因组的共同特征，大概是为了确保在不同和不断变化的条件下稳定生长。 基因组紧缩去除了在给定条件下不必要的序列。

通过loxP介导的进化（SCRaMbLE）系统进行的合成染色体重排和修饰是植入合成酵母基因组（Sc2.0）的独特功能，已提出将其作为最小化基因组的有效工具。

图 基于SCRaMbLE的基因组压缩（SGC）方法的示意图

随着Sc2.0项目即将完成，研究人员已开始探索SCRaMbLE系统在基因组紧缩中的应用。该研究的第一作者，来自SIAT的罗周庆副教授说：“利用SGC，我们鉴定出的所有菌株都具有减少的合成染色体。” “如果它们之间没有loxP位点，那么位于非必需基因附近的非必需基因不能直接被SGC去除。”

研究人员构建了一个附加型必需基因阵列，并在激活SCRaMbLE之前将其引入，这不仅通过去除位于必需基因附近的非必需基因，而且还通过在单个SGC过程中缺失更多的染色体序列，从而增强了SGC的删除能力。

通过迭代SGC实现了进一步的压缩，揭示了synXIIL中65个非必需基因中的至少39个可以被集体删除，而不会影响30°C在丰富培养基中的细胞活力。

 该研究的共同通讯作者，来自SIAT的DAI Junbiao博士说：“我们借助于eArray开发了一种迭代式SGC，它是一种紧凑的合成酵母基因组的通用而有效的工具。”

More information: Zhouqing Luo et al. Compacting a synthetic yeast chromosome arm, Genome Biology (2021). DOI: 10.1186/s13059-020-02232-8

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