用于酵母生物合成途径筛选的自动化菌株构建方法

《ACS Synthetic Biology》：Automated Strain Construction for Biosynthetic Pathway Screening in Yeast

合成生物学自动化流程设计：通过Hamilton Microlab VANTAGE机器人集成off-deck硬件，构建酵母菌株时实现Build步骤自动化，每周可完成2000次转化，结合VENUS用户界面实现参数定制。在生物制造关键中间体Verazine的产量优化中，系统快速识别生物途径瓶颈并筛选出提升2-5倍的基因组合。

　　

自动化加速了合成生物学中的“设计-构建-测试-学习”（DBTL）循环；然而，大多数菌株构建流程缺乏与机器人的集成。在这里，我们展示了一种模块化、集成化的流程设计及其源代码，该流程可以自动化酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的构建步骤。我们通过汉密尔顿Microlab VANTAGE设备的中央机械臂对其外部硬件进行了编程，实现了自动化操作，使每周的转化次数提高了2000次。我们还使用汉密尔顿VENUS软件开发了用户界面，以支持按需参数定制。作为概念验证，我们在一种经过工程改造的酵母菌株中筛选了一个基因库，该菌株能够产生verazine（一种类固醇生物合成中的关键中间体）。我们的流程迅速识别出了路径中的瓶颈，并找到了能够将verazine产量提高2到5倍的基因。本技术说明为合成生物学家提供了资源，帮助他们为生物工厂设计酵母相关工作流程，用于筛选基因库以发现/优化生物合成途径、进行组合生物合成以及蛋白质工程。