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J-GLOBAL ID：201802259378158599   整理番号：18A1040859

Clostridium tyrobutyricumにおける多重ゲノム編集のための内因性CRISPR-CASシステムの利用と高レベルブタノール生産のための菌株【JST・京大機械翻訳】

Exploiting endogenous CRISPR-Cas system for multiplex genome editing in Clostridium tyrobutyricum and engineer the strain for high-level butanol production

著者 (8件)： Zhang Jie (Department of Biosystems Engineering, Auburn University, Auburn, AL 36849, USA) ,  Zong Wenming (Department of Biosystems Engineering, Auburn University, Auburn, AL 36849, USA) ,  Zong Wenming (School of Engineering, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China) ,  Hong Wei (Department of Biosystems Engineering, Auburn University, Auburn, AL 36849, USA) ,  Hong Wei (Key Laboratory of Endemic and Ethnic Diseases (Guizhou Medical University), Ministry of Education, Guiyang 550000, China) ,  Zhang Zhong-Tian (Department of Biosystems Engineering, Auburn University, Auburn, AL 36849, USA) ,  Wang Yi (Department of Biosystems Engineering, Auburn University, Auburn, AL 36849, USA) ,  Wang Yi (Center for Bioenergy and Bioproducts, Auburn University, Auburn, AL 36849, USA)
資料名： Metabolic Engineering  (Metabolic Engineering)
巻： 47  ページ： 49-59  発行年： 2018年 
JST資料番号： W1646A  ISSN： 1096-7176  CODEN： MEENFM  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： CRISPR-Cas9/Cpf1は強力なゲノム工学ツールとして使用されているが,異種CRISPR-Cas9/Cpf1はそれらの重篤な毒性のために細菌や古細菌に導入することが困難である。ほとんどの原核生物は天然のCRISPR-Cas系を持つので,ゲノム工学はこれらの内因性免疫系を利用することにより達成できる。ここでは,ゲノム工学のためのClostridium tyrobutyricumのタイプI-B CRISPR-Casの開発について報告する。in silico CRISPRアレイ分析およびプラスミド干渉アッセイにより,プロトスペーサの5′末端におけるTCAまたはTCGがCRISPR標的化のための機能的プロトスペーサ隣接モチーフ(PAM)であることを明らかにした。CRISPRアレイ発現のためのラクトース誘導プロモーターにより,CRISPR-Casの毒性を有意に低下させ,形質転換効率を増強し,100%の編集効率でspo0Aを成功裏に削除した。さらに,ゲノム編集効率に及ぼすスペーサ長の影響を評価した。興味あることに,スペーサ≦20ntは一貫して不完全な変換をもたらし,それはおそらく厳しいオフターゲット効果に起因した。一方,30~38ntのスペーサは,成功した形質転換と高いゲノム編集効率を確実にするために最も適切である。さらに,spo0AとpyrFの欠失のための多重ゲノム編集は,100%までの編集効率で,単一変換で達成された。最後に,アルコール脱水素酵素遺伝子(AdhE1またはadhE2)の統合により,触媒1(酪酸生産に関与する重要な遺伝子)を置換し,2つの突然変異体をn-ブタノール生産のために作成し,ブタノール力価はバッチ発酵において26.2g/Lの歴史的に記録された。全体として,著者らの結果は,内因性CRISPR-Casの容易なプログラム可能性と高い効率を示した。ここで開発したプロトコルは,内因性CRISPR-Casシステムを含む他の原核生物に対してより広い適用性を有する。C.tyrobutyricumは,CRISPR-Casに基づくゲノム工学ツールキットを用いて,バイオ燃料と生化学的生産のために設計される優れたプラットフォームとして使用できた。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *Clostridium ,  古細菌 ,  プラスミド ,  スペーサ ,  *編集 ,  プロトコル ,  生物燃料 ,  遺伝子 ,  触媒 ,  原核生物 ,  形質転換 ,  ターゲティング ,  ヘキソース ,  アルドース ,  ガラクトシド ,  二糖類 ,  ピラノシド
準シソーラス用語： *内因性 ,  *Clostridium tyrobutyricum , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： 内因性CRISPR-CASシステム ,  CRISPR-Cas9 ,  CRISPR-CPF1 ,  Clostridium tyrobutyricum ,  多重ゲノム編集 ,  ブタノール

分類 (2件)： 代謝と栄養  (EG03054K) ,  細胞生理一般  (EF02010S)

物質索引 (1件)： ラクトース

タイトルに関連する用語 (8件)： Clostridium ,  多重 ,  ゲノム編集 ,  内因性 ,  CRISPR-Casシステム ,  高レベル ,  ブタノール ,  菌株