Tsinghua新闻网络，7月8日：蛋白质方向的演变是生物技术领域的重要工具。通过限制自然进化过程，可以在实验室中快速优化蛋白质。但是，诸如PCR敏感的传统方法存在时间消耗，低效率和突变数据库变化有限的问题。近年来，尽管基于CRISPR-CAS或T7 RNA聚合酶的突变系统已经发展开发，但它仍然面临着诸如小型突变和狭窄的托管大学等挑战。在非模式生物（例如卤素蓝吞噬作用）等非模式生物中，缺乏良好的进化工具，该工具集中在蛋白质上，限制了其在工业生物技术中的应用。如何构建一个良好的系统，非常具体，广泛的NA与宿主匹配并可以同时引入许多类型的突变已成为一个紧迫的问题。 7月1日，来自Tsinghua Unive生活学院的Chen Guoqiang教授团队RSITY发表了一项题为“一个正交转录突变系统，构成了环境通信中的所有过渡过程的正交转录突变系统”，并向正交转录突变系统（OTM）报告。该系统通过巧妙地融合了三个宽宿主兼容的噬菌体RNA聚合酶（MMP1/K1F/VP4），从而产生蛋白质演化的有效和模块化演化，并产生蛋白质演化的效果，并产生了两个deaminase（PMCDA1和TADA变体）。设计原理是RNA聚合酶在转录过程中闭合DNA以产生单链区域，而融合的脱氨酶可以编辑裸露的单链链球菌，以实现C：G-T：A和A和A：T-G：C-G：C类型的碱基突变。该系统只能仅一天完成蛋白质的进化方向，突变效率比自发突变高150万倍。在研究中，研究人员使用XTEN柔性连接肽将胞嘧啶脱氨酶和腺嘌呤脱氢融合分别与噬菌体RNA聚合酶分别开发出c：g-t：a和a：t-g：t-g：c突变类型的突变类型的正交转录元件形成。同时，通过增加尿嘧啶糖基酶抑制剂（UGI）并优化诱导条件，突变效率提高了150万倍，而脱靶率仅增加了65倍。此外，通过将两个脱氨酶与噬菌体RNA聚合酶结合在一起，研究人员的Nagwe具有双功能正交转录突变元件，可以同时引入C：G-T：A和A：T-G：T-G：C突变。通过与靶基因流分开输入噬菌体倡导者，研究人员成功地达到了靶基因中突变的平等分布，克服了在启动子方法中偏向近端启动子的突变极限。此外，正交实验的结果表明，基于正交transcr的其他元素噬菌体RNA聚合酶的iPtion突变可以特异性地识别其各自的倡导者，以防止交叉干扰，从而为随后的模块化设计提供了可能性。就托管能力而言，该系统在非模式生物（例如卤素蓝吞噬作用和模型的大肠杆菌模型生物体）中表现良好，从而解决了非模式生物中现有工具的无力的问题。在实际应用中，该系统具有强大的潜力。研究人员通过掺杂荧光蛋白和色素蛋白来成功获得各种颜色的细胞。通过靶向突变细胞骨架和与分裂相关的蛋白质，获得了具有超长杆形，球形和其他形状的工程师菌株，从而为形态工程的转化提供了新的想法；在工业应用的情况下，σ70RPOD和赖氨酸外排蛋白裂解的全局转录调节通过突变循环，以及可以增强的突变体E L-精氨酸的公差和运输能力已成功获得。总而言之，设计，优化和应用程序正交转录突变系统具有高效率的突变，高规格和低靶标率的好处。在实际的进化过程中，完成需要数周才能实现的蛋白质加工过程只需一天。尤其值得注意的是，该系统在模型和非模式生物中都表现出卓越的性能，从而有效地解决了在非模式工业运动中现有工具应用有限的困境。在最前沿，这项技术仍然有宽敞的扩展和应用程序前景的空间。一方面，我们可以尝试包括脱氨酶的其他类型的突变，以进一步丰富突变文库的差异。另一方面，我们可以探索系统与其他非模式生物的兼容性和可用性。在应用，该突变系统可以应用于加速基本生物制造酶（例如制作PHA）并促进绿色生物经济的形成。 Tsinghua University生活学院的教授Chen Guoqiang是相应的论文，而2022年生命学院的学习医生Shao Mingwei是第一个撰写论文的人。其他人包括陈·古齐安格（Chen Guoqiang）在实验室科学研究的助理张中南（张方南（Zhang Zhongnan）），博士后金·米芬（Jin Xiaofan）和丁·朱（Ding Jun）都是2023年的Doctor，他将学习。这项研究得到了国家自然科学基金会和Tsinghua-toking University Life中心的支持。纸张链接：https：//www.nature.com/articles/s41467-025-61354-4