博萊霉素（Bleomycin）是由輪枝鏈霉菌產(chǎn)生的一種PKS/NRPS雜合的廣譜抗腫瘤抗生素，用于臨床惡性腫瘤治療。博萊霉素在其原始產(chǎn)生菌中產(chǎn)量低，生產(chǎn)水平亟待提高。然而，輪枝鏈霉菌遺傳操作困難，當(dāng)前鮮有關(guān)于運用理性手段來大幅度提高博萊霉素產(chǎn)量的報道。
近日，中國科學(xué)院微生物研究所劉鋼課題組在Science China Life Sciences上，發(fā)表了題為Remarkable enhancement of bleomycin production through precise amplification of its biosynthetic gene cluster in Streptomyces verticillus的研究論文。該研究運用基因簇精準(zhǔn)倍增技術(shù)，顯著提升輪枝鏈霉菌中的博萊霉素產(chǎn)量。
劉鋼課題組在輪枝鏈霉菌中構(gòu)建出含有ZouA系統(tǒng)高頻倍增體系，并采用安普霉素抗性基因（aac(3)IV）和鄰苯二酚2，3-雙加氧酶基因（xylE）組成的雙報告基因系統(tǒng)開展基因簇倍增效率檢測。研究基于抗性富集培養(yǎng)條件下ZouA系統(tǒng)的高頻倍增及雙報告基因系統(tǒng)高通量篩選，獲得了分別含有1-6個拷貝博萊霉素生物合成基因簇的重組菌株。研究將分別含有1-6個拷貝博萊霉素生物合成基因簇的重組菌株進行發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)博萊霉素A2的產(chǎn)量隨基因簇拷貝數(shù)增加而提高，而博萊霉素B2的產(chǎn)量變化不明顯。在含有6個拷貝基因簇的重組菌株IMS51中博萊霉素的產(chǎn)量提高至出發(fā)菌株的9.59倍，表明運用倍增生物合成基因簇可有效提高輪枝鏈霉菌中的博萊霉素產(chǎn)量。
該研究為利用生物合成基因簇倍增提高鏈霉菌中抗生素產(chǎn)量，提供了快捷和高效的工具。
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