OSAR平台：一种无需定制DNA合成即可直接组装与重构大型NRPS基因簇的自动化方法

《Nature Communications》：An automated operon refactoring workflow for heterologous expression of non-ribosomal peptide biosynthetic gene clusters

　　

摘要

微生物基因组编码了大量的生物合成基因簇，但其中大多数仍未进行实验表征，尤其是难以通过常规克隆方法操作的大型非核糖体肽合成酶（NRPS）基因簇。现有的重构方法劳动密集型、依赖从头DNA合成且难以规模化。在此，我们表明OSAR（一步组装与重构）——一种将算法引物设计与酵母同源重组克隆相结合的自动化平台——能够在不进行定制DNA合成的情况下直接组装和重构NRPS基因簇。我们将OSAR应用于34个低至中等GC含量的细菌NRPS基因簇（7–78 kb），成功组装了其中31个。在枯草芽孢杆菌中表达10个基因簇，获得了29种肽类产物。多种产物来源于隐式生物合成行为，如潜在的模块跳跃和过早释放。OSAR提供了一种组装和重构NRPS基因簇的实用工作流程，有望促进将序列信息转化为天然产物。