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J-GLOBAL ID：200902297910578876   整理番号：09A0840973

多重ゲノム工学的手法および加速進化による細胞のプログラミング

Programming cells by multiplex genome engineering and accelerated evolution

著者 (9件)： WANG Harris H. (Harvard Medical School, Massachusetts, USA) ,  WANG Harris H. (Harvard Univ., Massachusetts, USA) ,  WANG Harris H. (Harvard-MIT Div. of Health Sci. and Technol.) ,  ISAACS Farren J. (Harvard Medical School, Massachusetts, USA) ,  CARR Peter A. (Massachusetts Inst. of Technol., Massachusetts, USA) ,  SUN Zachary Z. (Harvard Coll., Massachusetts, USA) ,  XU George (Harvard Coll., Massachusetts, USA) ,  FOREST Craig R. (Georgia Inst. of Technol., Georgia, USA) ,  CHURCH George M. (Harvard Medical School, Massachusetts, USA)
資料名： Nature (London)  (Nature (London))
巻： 460  号： 7257  ページ： 894-898  発行年： 2009年08月13日 
JST資料番号： D0193B  ISSN： 0028-0836  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 自然界の生物の間に認められるゲノム多様性の幅広さは,生物集団が多様な環境に適応できるようにしている。しかし,ゲノムの多様性を実験的に作り出すのは困難であり,現実的な時間スケールで新しい表現型を出現させるのは容易でない。in vitroおよび定向進化の方法で有用性の向上した表現型をもつ遺伝的変異体が作製されてはいるが,こうした方法は,個々の遺伝子に対する手間のかかる直列的な操作に限られており,遺伝子ネットワークまたはゲノムの並列的で連続した定向進化には用いられない。本論文では,細胞を大規模にプログラムして進化させるための多重自動ゲノム工学法(multiplex automated genome engineering;MAGE)を紹介する。MAGEは,1細胞または細胞集団全体を対象に,染色体上の多数の部位を同時に標的化して変化させることにより,さまざまな組み合わせのゲノム多様性を生み出す。その過程は周期的で規模の変更も可能であることから,MAGE技術を自動化する試作機を製作し,遺伝的変化(ミスマッチ,挿入,欠失)の多様なセットが短時間で連続的に作り出されるようにした。大腸菌の1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸(DXP)生合成経路の最適化にMAGEを応用すると,工業的に重要なイソプレノイドであるリコピンが過剰に生じた。合成DNAの複雑な混合物を使ってDXP経路の遺伝要素を24個同時に変化させると,1日当たり43億通りを超える組み合わせの変異体が得られた。リコピン産生量が5倍を超える変異体が3日以内に単離され,これは既存の代謝工学的方法と比べて相当に優れている。我々の多重方式は,新しい優れた特性をもつ生物の設計および進化を促進することにより,進化を応用した手法を取り込んでいるといえる。Copyright Nature Publishing Group 2009

シソーラス用語： *分子進化 ,  ゲノム ,  大腸菌 ,  突然変異 ,  変異誘発 ,  並列処理 ,  生合成 ,  遺伝子操作 ,  カロチノイド ,  脂肪族炭化水素 ,  不飽和炭化水素 ,  共役ジエン
準シソーラス用語： プログラミング ,  *代謝工学

分類 (2件)： 遺伝子操作  (EC02050B) ,  進化論一般  (EC03010Q)

物質索引 (1件)： リコピン

タイトルに関連する用語 (5件)： 多重 ,  ゲノム工学 ,  手法 ,  細胞 ,  プログラミング