微生物制造:新加坡城市农业的基因工程突破口

发布者:bpadmin
发布时间:2019-07-27 03:57
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麻省理工学院在新加坡的研究企业SMART (Singapore-MIT Alliance for Research and Technology) 和新加坡国立大学(National University of Singapore,NUS)的研究人员开发了一项技术,大大加快了微生物基因工程,可以用来制造用于城市农业的化学品。新技术将促进更快,更便宜,更准确,几乎无疤痕的质粒构建,使用标准和可重复使用的部件,与最流行的DNA组装方法兼容。

该项目在一篇题为“使用可重复使用的DNA部分构建近乎无疤痕质粒的标准”的论文中给以解释。该论文在本月发表在著名的学术期刊“自然通信”上,该项目是SMART跨学科研究组(IRG)的一部分,开发革命性和可持续农业精度技术(DiSTAP)。IRG开发的新技术,使新加坡这个依赖进口农产食品的城邦能够提高农业产量,减少外部依赖。



DiSTAP首席研究员周康(音译)同时也是国立大学化学和生物分子工程系的助理教授和SMART的博士后研究员马晓强(音译)领导了这项技术的开发,同时协助支持其他同事提高城市农场蔬菜产量。他们正在探索微生物发酵的方法,以小分子的形式为城市农场制造肥料、营养物质和非合成农药。

“这项研究的目的是创造一种技术,能够以更低的成本更快地改造微生物,”马晓强说。“目前的技术既昂贵又耗时。研究人员不得不向供应商订购定制材料,而这需要时间。通常也只使用材料的1%,导致浪费。由于每种材料都是定制的,研究人员每次都必须重新订购,这进一步推迟了生产,增加了生产成本。”

新的鸟嘌呤/胸腺嘧啶(GT)DNA组装技术通过使基因工程师能够重复使用遗传物质,是极大地改进。此外,与先前创建具有高达50%精度的标准化材料相比,GT技术能够达到接近90%的精度。作为一种近乎无疤痕的质粒构建,该技术大大加快了速度,能够将多达7个部分缝合到一个DNA上,而其他类似精确度的方法只有2个部分。

周康说:“在将多达7个部分连接到DNA的同时,能够为遗传物质提供接近90%的准确率,这是利用标准部分创造遗传物质的变革者。”“我们预计,巨大的成本和时间节省将有助于开发新的发酵工艺,这些工艺可以制造绿色化学品,使新加坡的城市农业更高效、更安全。这项技术也适用于农业以外的所有基因工程领域,我们正在积极研究部署它的方法,以便于使用。”

除了商业化计划,研究人员还计划建立一个电子商务平台,可以快速创建这些遗传物质并将其分发给世界各地的研究人员。这将是世界上第一个可重复使用的基因工程材料的平台。

文献参考: Xiaoqiang Ma et al. A standard for near-scarless plasmid construction using reusable DNA parts, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-11263-0 Journal information: Nature Communications.


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文章来源: phys.org https://tinyurl.com/y5bt2jqt
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