CyanoConstruct：一个用于组装蓝藻表达载体并进行翻译调控的简单平台

《BMC Biotechnology》：CyanoConstruct: simple platform for cyanobacterial expression construct assembly and translational tuning

通过单次Golden Gate反应构建多基因表达质粒系统CyanoConstruct，实现蓝细菌中翻译效率的模块化优化，并开发在线设计工具提升工程效率。

　　

摘要

背景

尽管合成生物学取得了进展，但构建高效且平衡的人工代谢途径仍然具有挑战性，这也是细菌菌株开发中的一个普遍瓶颈。虽然可以通过翻译调控在蛋白质表达水平上平衡连续的催化步骤，但在蓝细菌工程中的应用潜力尚未得到充分探索。为了补充现有的模块化克隆系统，本研究的目的是简化构建程序，使蓝细菌中的翻译调控更加易于实现，从而优化表达。

结果

本研究描述了一种一体式DNA构建系统（CyanoConstruct）的设计与使用方法，该系统能够在一次Golden Gate反应中生成可用于转化的多基因表达质粒。这种方法允许用户为每个目标基因选择核糖体结合位点（RBS），从而独立调节各个过表达酶的翻译效率。为了便于使用，一个定制的在线工具（www.cyanoconstruct.com）可指导新兼容部件的序列设计，并在计算机上根据用户指定的部件组装构建体。我们通过使用专门为Synechocystis sp PCC 6803中的最佳表现选择的部件来组装不同的双基因和三基因表达构建体，证明了该系统的有效性；这些构建体在体内按预期发挥作用，并显示出不同的代谢途径流量，这些流量是由不同的RBS组合所决定的。组装过程的效率和特异性很高，能够在一次组装周期内从库中的部件生成最终的表达质粒。

结论

CyanoConstruct提供了一种简单的策略，用于构建基于细菌操纵子的表达构建体，特别有利于在常规蓝细菌工程中利用模块化克隆系统进行RBS优化。借助这个基于网络的设计工具（同时也是一个序列存储库），本文描述的部件库（https://www.addgene.org/browse/article/28263931/）可以轻松扩展用户自定义的序列。通过提高生成具有不同翻译模式的代谢途径变体的通量，该系统有望推动更高效菌株的设计，从而提高目标产物的产量，为下一代生物技术的发展做出贡献。