蛋白质定向进化技术 - 蛋白质定向进化技术通过模拟自然进化过程快速优化蛋白质功能，为生物技术应用提供可能性 [1] - 传统方法如易错PCR存在效率低、耗时长、突变库多样性受限等问题 [1] - 基于CRISPR-Cas或T7 RNA聚合酶的突变系统面临突变范围局限、宿主兼容性差等挑战，尤其在非模式生物中应用受限 [1] 正交转录突变系统(OTM) - 清华大学陈国强团队开发新型正交转录突变系统，融合三种噬菌体RNA聚合酶和两种脱氨酶，构建高效模块化蛋白质进化平台 [2] - 系统利用RNA聚合酶解旋DNA形成单链区，脱氨酶编辑单链DNA实现C:G-T:A和A:T-G:C碱基突变，突变效率比自发突变提升150万倍 [2] - 采用XTEN柔性连接肽融合脱氨酶与RNA聚合酶，引入尿嘧啶糖基化酶抑制剂并优化诱导条件，显著提升突变效率 [2] 系统性能优化 - 在目标基因上下游插入噬菌体启动子实现突变均匀分布，解决单个启动子策略的突变偏向问题 [3] - 正交性实验显示不同RNA聚合酶元件特异性识别各自启动子，避免交叉干扰，支持模块化设计 [3] - 系统在非模式生物(嗜盐单胞菌)和模式生物(大肠杆菌)中均表现优异，突破非模式生物效率低下限制 [3] 应用成果 - 突变荧光蛋白和色素蛋白培育出多种颜色细胞，突变细胞骨架和分裂蛋白获得形状独特工程菌株 [3] - 一轮突变进化σ70全局转录调控因子RpoD和赖氨酸外排蛋白LysE，增强L-精氨酸耐受性和转运能力 [3] - 系统1天完成传统需数周的蛋白质优化，具备高突变效率、高特异性和低脱靶率优势 [5] 技术前景 - 可整合其他突变类型脱氨酶丰富突变库多样性，探索非模式生物兼容性 [5] - 有望加速生物制造关键酶优化(如PHA生产)，推动绿色生物经济发展 [5] 行业活动 - 第四届合成生物与绿色生物制造大会(SynBioCon 2025)聚焦AI+生物智造、绿色化工、未来食品、未来农业和美妆原料领域 [7]