Genome-Wide Abolishment of Mobile Genetic Elements Using Genome Shuffling and CRISPR/Cas-Assisted MAGE Allows the Efficient Stabilization of a Bacterial Chassis.

Umenhoffer, K [Umenhoffer, Kinga (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Draskovits, G [Draskovits, Gábor (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Nyerges, A [Nyerges, Ákos (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Karcagi, I [Karcagi, Ildikó (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Bogos, B [Bogos, Balázs (növénybiológia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Timar, E [Tímár, Edit (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Csorgo, B [Csörgő, Bálint (Biológus), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Herczeg, R [Herczeg, Róbert (Bioinformatika), szerző]; Nagy, I [Nagy, István (Genomika, immunol...), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Feher, T [Fehér, Tamás (Molekuláris biológia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Pal, C [Pál, Csaba (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Posfai, G ✉ [Pósfai, György (Molekuláris biológia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK)

Angol nyelvű Szakcikk (Folyóiratcikk) Tudományos
Megjelent: ACS SYNTHETIC BIOLOGY 2161-5063 6 (8) pp. 1471-1483 2017
  • SJR Scopus - Biomedical Engineering: D1
Azonosítók
Szakterületek:
  • Biológiai tudományok
  • Egyéb orvostudományok
  • Klinikai orvostan
  • Orvosi biotechnológia
  • Orvostechnikai műszaki tudományok
The ideal bacterial chassis provides a simplified, stable and predictable host environment for synthetic biological circuits. Mutability and evolution can, however, compromise stability, leading to deterioration of artificial genetic constructs. By eliminating certain sources of instability, these undesired genetic changes can be mitigated. Specifically, deletion of prophages and insertion sequences, nonessential constituents of bacterial genomes, has been shown to be beneficial in cellular and genetic stabilization. Here, we sought to establish a rapid methodology to improve the stability of microbial hosts. The novel workflow involves genome shuffling between a mobile genetic element-free strain and the target cell, and subsequent rounds of CRISPR/Cas-assisted MAGE on multiplex targets. The power and speed of the procedure was demonstrated on E. coli BL21(DE3), a host routinely used for plasmid-based heterologous protein expression. All 9 prophages and 50 insertion elements were efficiently deleted or inactivated. Together with additional targeted manipulations (e.g., inactivation of error-prone DNA-polymerases), the changes resulted in an improved bacterial host with a hybrid (harboring segments of K-12 DNA), 9%-downsized and clean genome. The combined capacity of phage-mediated generalized transduction and CRISPR/Cas-selected MAGE offers a way for rapid, large scale editing of bacterial genomes.
Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
2025-02-13 17:57