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目前体内靶向诱变多在传统生物中开展，限制了在非传统宿主物种中进化蛋白的能力。研究人员设计出多宿主体内靶向诱变系统（ITMU）。该系统能在多种微生物底盘中诱导靶质粒突变，为体内连续进化提供新选择，有助于非传统宿主的酶工程和代谢优化。
体内定向进化（in vivo targeted evolution）已被研究数十年，但将这项技术拓展到非传统宿主仍是巨大挑战。本研究报道了一种适用于多种宿主的体内靶向诱变系统（ITMU），它既适用于传统宿主，也适用于非传统宿主。ITMU 将广宿主范围质粒 RSF1010 的复制元件与 DNA 修饰酶融合，实现靶质粒的高频突变。基于 ITMU 的体内连续进化在大肠杆菌（Escherichia coli）、恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）、谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）和解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）中均被证明有效。因此，我们评估这项技术的技术就绪水平（TRL）在 4 到 5 之间。为推动 ITMU 全面应用，有必要利用大数据分析和机器学习等先进技术，进一步探索和优化 DNA 修饰酶。随着非传统宿主作为下一代细胞工厂的潜力得到认可，预计 ITMU 将加速非传统宿主中新型酶和高价值化合物的开发。
体内靶向诱变是加速蛋白质进化的有力手段。然而，当前方法主要在传统生物中开发，限制了其在非传统宿主物种中进化出具有细微差异蛋白质的能力。在此，研究人员利用广宿主范围质粒 RSF1010 的复制元件，设计出一种多宿主体内靶向诱变系统（ITMU）。ITMU 基于脱氨酶 - 解旋酶融合以及引发酶易错 DNA 聚合酶 I 融合，能在携带 RSF1010 复制子的靶质粒中诱导所有类型的突变，突变率比宿主基因组高 1.18×105倍。研究表明，基于 ITMU 的体内连续进化在大肠杆菌、恶臭假单胞菌、谷氨酸棒杆菌和解脂耶氏酵母中均有效。这证明 ITMU 适用于多种微生物底盘，为体内连续进化系统提供了可行的替代方案。
