近年來，生物制造產業發展迅速，已成為推動我國經濟社會可持續發展的重要引擎。工業菌株是生物制造的“靈魂”，性能優良的工業微生物就像一個個高效的“細胞工廠”，只需要攝取簡單的營養甚至廢料，便可合成我們日常所需的各種產品，如蛋白質、生物藥品、化妝護膚成分、生物染料等。
傳統的微生物基因改造需要經過一系列的繁雜過程，效率低下且僅有部分基因能經此過程改造。近年來發展起來的堿基編輯器（BE）使基因的體內原位改造進化成為可能。然而，之前報道的BE編輯窗口較窄（僅5-7 nt），至多發生2-3個氨基酸的替換，難以滿足底盤宿主改造的需求。
近日，江南大學生物工程學院周哲敏教授團隊在拓寬BE編輯窗口基本原理和關鍵技術上取得突破，其團隊開發的新一代BE的編輯窗口最高可達41 nt，成為迄今微生物系統中編輯窗口最寬的BE。
新一代堿基編輯器開發摘要 受訪者供圖
該系統同時具有良好的宿主適用性，為高版本工業底盤微生物的創制提供強有力的工具。利用該工具，對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌等經典模式宿主進行基因原位改造，大幅提升了底盤細胞的蛋白表達水平、蛋白分泌能力等核心性能，有望應用于生物催化、功能成分合成等方面。相關研究成果已發表于國際期刊《先進科學》，同時團隊布局國內外專利，形成自主知識產權。
周哲敏表示，技術開發應直擊產業痛點，攻克關鍵問題。我們這項工作的目的很明確，就是突破工業菌株改造升級的瓶頸因素。我們開發的新一代堿基編輯器大幅提高了基因原位改造的多樣性，再進一步輔以細胞高通量分選技術，將使底盤細胞改造的效率實現數量級提升。
相關論文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202309767
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