江南大学刘龙老师团队近期在《Nucleic Acids Research》（IF166）上发表了题为《跨物种诱导系统在细菌中增强蛋白质表达和多重代谢途径精细调控》的文章。在这项研究中，启衡星产品StarLighter HotStart TaqPro PCR Mix（FS-P5001，StarLighter热启动TaqPro PCR预混液）得以参与，助力研究的进行！

在代谢工程和合成生物学中，诱导系统的角色至关重要，它们能够通过添加诱导剂精确调控基因的激活与抑制。这些系统相比于组成型表达系统，可以显著减轻宿主细胞的代谢负担，并提高多种工业产品（如重组蛋白、平台化学品和生物聚合物）的生产效率。然而，许多现有的诱导系统具有菌株特异性，这限制了跨菌株的比较分析与应用。

本文介绍了一种新的跨物种诱导系统，旨在增强细菌中的蛋白质表达及其多重代谢途径的精细调控。研究小组开发了两种重建的诱导系统，即PphlF3R1和无水四环素诱导系统Ptet2R2*，并在三种模式微生物（大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和谷氨酸棒杆菌）中进行了验证。

研究团队选取了9个已知的诱导系统，包括IPTG诱导系统与木糖诱导系统，并通过理性设计和随机突变对这些系统进行重构，以实现其在不同菌株中的有效表达。此外，研究者通过引入突变抑制子表达文库，进一步优化诱导系统，以减少泄露表达。

在构建和测试过程中，通过将诱导系统置于质粒和基因组上，最终成功地建立了两个跨物种诱导系统：DAPG诱导系统PphlF3R1和无水四环素（aTc）诱导系统Ptet2R2*。优化后的P_tet2R2*在所有三种菌株中表现出了低泄露、宽动态范围，以及足够的表达强度和适当的敏感性。这个系统被有效用于调控多种报告蛋白（如sfGFP、mCherry和mScarlet3）及基因簇（如crtEIB、crtEIBY和vioABCDE）的表达。

此外，基于T7 RNA聚合酶（T7RNAP）和dCas12a的单输入基因回路被开发出来，实现对基因表达的同时激活与抑制。这项研究的意义在于提供了一种跨物种的诱导系统，对比较不同菌株之间的基因表达与功能，及在合成生物学和代谢工程中构建复杂的生物系统具有重要的应用价值。通过这种系统，研究者能够更高效地控制蛋白质表达及代谢途径的调控，从而提高生物合成的效率与产量，推动生物医疗领域的发展。

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