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(yùn)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(yùn)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(jìn)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(yùn)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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