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Development of a highly efficient base editing system for Lactobacilli to improve probiotics and dissect essential functions
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月28日 来源:Applied Microbiology and Biotechnology
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神户大学的一个研究小组能够在不使用其他生物模板的情况下直接编辑乳酸杆菌菌株的DNA。
神户大学的一个研究团队能够在没有其他生物模板的情况下直接编辑乳酸菌株的 DNA。该技术与自然变异无法区分,使研究人员能够培育出一种不产生加重糖尿病化学物质的菌株。
人类改进微生物已有数千年历史,选择能更好地生产葡萄酒、酸奶、纳豆等产品的变体。最近,直接基因改造已成为一种更精确和高效的改进工具,但由于这些改造通常使用来自不相关生物的 DNA,因此也引发了公众的批评。神户大学生物工程师NISHIDA Keiji表示:“因此,出于法规限制和公众接受度低的原因,使用这种转基因技术对食品来说并不有利。”
Keiji及其团队开发了一种技术,使他们能够更精确地控制微生物的遗传内容,而不依赖于来自其他生物的模板 DNA。他说:“我们发明了一种名为‘Target-AID’的 DNA 碱基编辑技术,在几个方面优于传统的‘CRISPR-Cas9’等技术。例如,CRISPR-Cas9 会引发 DNA 断裂,通常会导致细胞死亡,而我们的 Target-AID 则在不引起断裂的情况下插入精确的点突变。”
在《Applied Microbiology and Biotechnology》杂志上,西田及其团队报告说,他们与神户大学的创业公司生物调色板有限公司合作,成功地将其技术应用于在乳制品和泡菜生产中具有工业重要性的乳酸菌株。Keiji说:“我们在两种主要但相当不同的乳酸菌种中,以接近 100% 的效率编辑了基因组中的个别目标位置。这表明该技术可以很容易地应用于多种菌株。”
为了进一步展示他们的方法的能力,他们关注了一个参与产生加重 2 型糖尿病的化学物质的基因。通过使用 Target-AID 突变该基因,他们培育出了一种乳酸菌株,可以生产出这种化学物质含量不到原来的十分之一的酸奶,使 2 型糖尿病患者食用更安全。Keiji说:“我们生产的细菌在用作食品、保健品或药品时不属于转基因生物法规的管理范围。因此,在经过适当的安全确认后,我们预计它们可以很容易地实现商业化。”
在他们的论文中,神户大学团队还表明,他们可以同时修改多个基因,甚至可以将他们的技术作为一种新的基础研究方法。对于未来,Keiji有着广阔的前景,他说:“我们认为我们的研究将能够开发出具有各种健康益处的益生菌产品,例如减轻生活方式相关疾病的影响、增强免疫力、改善过敏耐受性等益处。”