論文摘要：

　　群體感應(yīng)(QS)介導(dǎo)的動(dòng)態(tài)調(diào)控已成為優(yōu)化微生物產(chǎn)物產(chǎn)量的有效策略。然而，現(xiàn)有的QS回路通常構(gòu)建于異源系統(tǒng)中，需經(jīng)過繁瑣的測試與優(yōu)化過程進(jìn)行精細(xì)調(diào)諧，這限制了其在工業(yè)微生物中的應(yīng)用。本研究在工業(yè)雷帕霉素生產(chǎn)菌株——雷帕霉素鏈霉菌(Streptomyces rapamycinicus)中，通過將內(nèi)源QS系統(tǒng)與CRISPRi直接整合，設(shè)計(jì)了一種新型QS回路(命名為EQCi)。EQCi結(jié)合了QS系統(tǒng)與CRISPRi的雙重優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)靶標(biāo)可調(diào)諧、自主且動(dòng)態(tài)的同步調(diào)控。利用EQCi，研究團(tuán)隊(duì)分別下調(diào)了必需通路中的三個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，將代謝流導(dǎo)向雷帕霉素的生物合成途徑，顯著提高了其產(chǎn)量。進(jìn)一步應(yīng)用EQCi對(duì)這三個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)同調(diào)控并精細(xì)調(diào)節(jié)抑制強(qiáng)度，雷帕霉素產(chǎn)量提升了約660%，達(dá)到目前報(bào)道的最高產(chǎn)量(1836±191 mg/L)。

　　值得注意的是，與導(dǎo)致生長停滯和產(chǎn)量次優(yōu)的靜態(tài)工程策略相比，基于EQCi的調(diào)控在顯著提高雷帕霉素產(chǎn)量的同時(shí)不影響細(xì)胞生長，表明該策略能夠?qū)崿F(xiàn)必需代謝與產(chǎn)物合成之間的平衡。綜上所述，本研究為工業(yè)菌株改良提供了一種便捷高效的策略，并展示出在其他工業(yè)微生物中推廣的潛力。

　　新芝產(chǎn)品支持：

　　After centrifugation at 5000 g, cell pellets were suspended in 7 ml of the protein purification buffer (50 mM Tris–HCl, 0.5 mM EDTA, 50 mM NaCl, 5% glycerol, pH 7.9) and lysed by sonication using the sonicator, JY92-IIN (SCIENTZ, China).

　　在5000 g離心后，將細(xì)胞沉淀重懸于7 mL蛋白純化緩沖液(50 mM Tris-HCl、0.5 mM EDTA、50 mM NaCl、5%甘油，pH 7.9)中，并使用超聲波破碎儀JY92-IIN(寧波新芝生物科技股份有限公司，中國寧波)進(jìn)行超聲破碎裂解。

　　高效裂解，解鎖蛋白表達(dá)關(guān)鍵證據(jù)：

　　以本篇論文為例，研究團(tuán)隊(duì)在開展Western-blot蛋白分析前，使用新芝JY92?IIN型超聲波破碎儀對(duì)雷帕霉素鏈霉菌進(jìn)行超聲裂解。雷帕霉素鏈霉菌是革蘭氏陽性放線菌，細(xì)胞壁厚實(shí)致密，若裂解不徹底，目標(biāo)蛋白無法有效釋放，后續(xù)蛋白定量、電泳分離及條帶檢測均將失去可靠基礎(chǔ)。新芝JY92?IIN憑借穩(wěn)定的超聲輸出和高效裂解能力，在短時(shí)間內(nèi)完成菌體破碎，同時(shí)通過冰浴或低溫循環(huán)有效控制升溫，避免蛋白變性，為研究團(tuán)隊(duì)獲取高質(zhì)量蛋白樣品、順利開展下游分析提供了堅(jiān)實(shí)保障。

超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)JY92?IIN

　　本篇論文所用的JY92?IIN，屬于新芝JY?N系列數(shù)字型超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)。該系列采用數(shù)字超聲電源與高性能DSP處理器，結(jié)合數(shù)字頻率合成及鎖相環(huán)復(fù)合控制技術(shù)，具備高精度自動(dòng)追頻和寬范圍頻率自適應(yīng)能力(20～25 kHz自動(dòng)跟蹤)。輸出功率1%～100%連續(xù)可調(diào)，處理量100 μL～500 mL，可保存50組程序。無論是細(xì)胞裂解、蛋白提取、核酸片段化還是納米材料分散，新芝JY?N系列均為科研場景提供穩(wěn)定可靠的樣品前處理解決方案。

　　本文提到的論文：

　　Tian J, Yang G, Gu Y, et al. Developing an endogenous quorum-sensing based CRISPRi circuit for autonomous and tunable dynamic regulation of multiple targets in Streptomyces[J]. Nucleic Acids Research, 2020. 48(14): 8188-8202. https://doi.org/10.1093/nar/gkaa602.