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        CGM將于北京時(shí)間3月12日星期二 09:00 PM 舉辦在線沙龍活動(dòng)。本期我們有幸邀請(qǐng)到英國(guó)劍橋MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室博士后田榮臻分享近期發(fā)表在Science上的工作：開發(fā)加速基因組突變而不影響基因組的復(fù)制的連續(xù)進(jìn)化方法，實(shí)現(xiàn)基因組、蛋白、代謝途徑等的快速進(jìn)化。歡迎參加！！

       田榮臻，江南大學(xué)本碩博，英國(guó)劍橋MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室博士后，劍橋大學(xué)三一學(xué)院博士后協(xié)會(huì)成員。近期工作包括開發(fā)出大腸桿菌與蘇云金芽孢桿菌中正交復(fù)制系統(tǒng)并成功應(yīng)用于多種分子與代謝途徑的連續(xù)進(jìn)化。以第一作者或共同通訊身份在Science、Nature Chemical Biology、Nature Communications和Metabolic Engineerin等發(fā)表多篇論文。

進(jìn)化是一個(gè)生物體群體中不斷突變和選擇的過程，其塑造了地球上所有的生命。然而進(jìn)化的速度從根本上受到臨界突變率的限制。如果生物體基因組中的DNA突變過快，那么種群就會(huì)產(chǎn)生許多有害的突變——這會(huì)導(dǎo)致死亡和滅絕。因此，生物體的DNA突變通常非常緩慢。然而，科學(xué)家一直希望加速這一過程，以實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)蛋白、代謝途徑等的快速進(jìn)化。由此發(fā)展出的定向進(jìn)化技術(shù)通過在體外產(chǎn)生遺傳多樣性來避開體內(nèi)突變率的限制，但這限制了基因在生物體內(nèi)連續(xù)進(jìn)化。

有一種連續(xù)進(jìn)化方法依賴于在細(xì)胞內(nèi)的正交DNA復(fù)制系統(tǒng)（OrthoRep），其基于一段胞內(nèi)特殊的僅由特定正交DNA聚合酶復(fù)制的線性雙鏈DNA質(zhì)粒。將該系統(tǒng)的正交DNA聚合酶改造成易錯(cuò)DNA聚合酶后，可實(shí)現(xiàn)僅在特定的靶DNA中引入突變，而不影響宿主基因組的復(fù)制。這為連續(xù)進(jìn)化提供了一種快速和可持續(xù)的方法。然而，該系統(tǒng)目前僅在釀酒酵母和蘇云金芽孢桿菌中由天然存在的線性質(zhì)粒系統(tǒng)發(fā)展而來，受到釀酒酵母倍增時(shí)間長(zhǎng)和蘇云金芽孢桿菌遺傳操作工具匱乏的限制。

在本次報(bào)告中，演講人將介紹他在蘇云金芽孢桿菌中使用溶源性噬菌體GIL16開發(fā)出第一種細(xì)菌內(nèi)的正交復(fù)制系統(tǒng)，并緊接著在大腸桿菌中利用烈性噬菌體PRD1開發(fā)出合成正交復(fù)制系統(tǒng)的研究及應(yīng)用。這將大大加快各種分子生物學(xué)工具、生物醫(yī)藥和工業(yè)化學(xué)品生產(chǎn)菌株的開發(fā)。