大肠杆菌中构建超大线形人工染色体的基础研究
结题报告
批准号:
31901019
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
周见庭
依托单位:
学科分类:
C2102.合成生物学与生物改造技术
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
大肠杆菌比酿酒酵母富集DNA能力强,是人工染色体合成与组装的良好底盘,但缺少超大容量载体是大肠杆菌中组装大片段DNA的限制因素之一。霍乱弧菌II号染色体(ChrIIvc)复制区能容载1.07 Mb的基因组,是开发大肠杆菌超大容量载体的理想选择。申请者拟基于ChrIIvc复制区在大肠杆菌中组装超大线形人工染色体,主要研究:1)考察ChrIIvc复制区各元件与线形人工染色体的稳定性、拷贝数的关系,确定线形人工染色体所必需的关键元件、模块;2)基于团队前期合成的酿酒酵母V和X号染色体DNA材料和大肠杆菌循环迭代组装方法,通过探讨复制区的位置、数目因素,验证线形人工染色体的容载能力,组装超大线形人工染色体;3) 通过测定DNA复制周期、复制调控节点,研究超大线形人工染色体与大肠杆菌基因组复制调控的互作关系。 本研究为大肠杆菌中人工染色体的合成与组装提供一个超大容量线形染色体载体。
英文摘要
Escherichia coli is more capable of enriching DNA than Saccharomyces cerevisiae and it is an good bottom cell for artificial chromosome synthesis. But the lack of large capacity vector limits the synthesis of large artificial chromosomes in Escherichia coli. The replicon of Vibrio cholerae chromosome II (ChrIIvc) has the capacity of 1.07 Mb. It is an ideal choice for the development of super-large vector of Escherichia coli. The applicant aims to assemble super-large linear artificial chromosome in Escherichia coli based on ChrIIvc replicon. The main research will be: 1) By investigating the relationship between replicon parts of ChrIIvc and the stability and copy numbers of the linear artificial chromosome, determine the key parts and modules necessary for linear artificial chromosome design. 2) Based on the earlier synthesized DNA materials of Saccharomyces cerevisiae chromosome V and X by our team, and on the iterative assembly method in Escherichia coli, the capacity of linear artificial chromosome is verified by exploring the location and number of the replicon. And then to assembly super-large linear artificial chromosomes; 3) By studying on the relationship of replication regulation between the super-large linear artificial chromosome and the Escherichia coli chromosome with measuring the DNA replication cycle and the replication regulation mode. The study will provide a large capacity of linear chromosome vector for the synthesis and assembly of artificial chromosomes in in Escherichia coli .
随着合成基因组学的发展,越来越多的合成超大DNA片段的需求,大肠杆菌中仅有细菌人工染色体(BAC)能容载100 Kb以上DNA片段。本研究目的是利用霍乱弧菌II号染色体复制区(ChrIIvc)开发一种大肠杆菌大容量载体。本项目主要研究进展为:(1)成功构建了一种大肠杆菌线形载体,确立了载体的6个关键元件,包括min-oriCIIvc、rctA、rctB、ParA2、ParB2、ParS2;(2)优化了大肠杆菌中循环迭代组装方法,以紫色杆菌素基因簇、噬藻体基因组、酿酒酵母基因组和一种信息存储DNA序列为材料,循环迭代组装大片段DNA;29个10-100 kb的酿酒酵母基因组片段中,成功组装了26个DNA片段;利用线形载体成功组装了210 kb的信息存储染色体;(3)阐释了完全外源的信息存储染色体在酿酒酵母细胞中的表观遗传学、三维基因组学和转录翻译的特征;结果表明,信息存储染色体在酿酒酵母中不是裸露的DNA而是有组蛋白结合,信息存储染色体与酿酒酵母其他染色体共同形成Rabl结构,并产生了大量的Non-coding RNA。本项目的研究提供了一种在大肠杆菌中新型的线形大容量载体和DNA大片段连续循环迭代组装技术,有力支撑了大片段DNA的合成组装。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
The Synthesis and Assembly of a Truncated Cyanophage Genome and Its Expression in a Heterogenous Host.
截短的噬藻体基因组的合成和组装及其在异源宿主中的表达
DOI:10.3390/life12081234
发表时间:2022-08-15
期刊:LIFE-BASEL
影响因子:3.2
作者:Liu, Shujing;Feng, Jia;Sun, Tao;Xu, Bonan;Zhang, Jiabao;Li, Guorui;Zhou, Jianting;Jiang, Jianlan
通讯作者:Jiang, Jianlan
Exogenous artificial DNA forms chromatin structure with active transcription in yeast
外源人工DNA在酵母中形成具有活性转录的染色质结构
DOI:10.1007/s11427-021-2044-x
发表时间:2021-12
期刊:Science China Life Sciences
影响因子:--
作者:Zhou J;Zhang C;Wei R;Han M;Wang S;Yang K;Zhang L;Chen W;Wen M;Li C;Tao W;Yuan Y.J.
通讯作者:Yuan Y.J.
Synthesis and assembly of full-length cyanophage A-4L genome.
全长噬藻体 A-4L 基因组的合成和组装
DOI:10.1016/j.synbio.2022.12.004
发表时间:2023-03
期刊:SYNTHETIC AND SYSTEMS BIOTECHNOLOGY
影响因子:4.8
作者:Zhang, Ting;Feng, Jia;Ge, Pingbo;Li, Guorui;Zhang, Jiabao;Zhou, Jianting;Jiang, Jianlan
通讯作者:Jiang, Jianlan
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