A self-iterative orthogonal base-editing platform enables multiplex N-to-N diversification and genome-scale functional screening in Escherichia coli

生物 基因组编辑 计算生物学 DNA 多路复用 遗传学 基因组 终止密码子 清脆的 翻译(生物学) RNA编辑 DNA修复 核苷酸 密码子使用偏好性 基因 校对 基因组工程 基因组文库 Cas9 碱基对 DNA测序 基因组不稳定性 突变 大肠杆菌 多元化(营销策略)
作者
Xiangrui Fan,Liya Liang,Hongle Wang,G. L. Liu,Huiping Tan,Fa Zhang,Lin Liu,Liu Rongming
出处
期刊:Nucleic Acids Research [Oxford University Press]
卷期号:54 (15)
标识
DOI:10.1093/nar/gkag775
摘要

Base editing enables precise genome modification without double-strand breaks but remains limited by narrow editing windows, DNA repair pathway biases, and restricted nucleotide diversity. Here, we report MUTATOR, a MUlTiplexAble and self-iTerative ORthogonal base-editing platform that enables N-to-N diversification in Escherichia coli. MUTATOR combines CWBE and ABE with iterative editing on two complementary DNA strands, thereby overcoming endogenous DNA repair constraints and expanding A-to-N and C-to-N editing outcomes across both strands. This strategy substantially expands accessible nucleotide outcomes, codon variants, and amino-acid diversity within existing editing windows relative to conventional editors. Using four gRNAs, MUTATOR facilitated four-site editing of ompR, generating 84 distinct amino-acid combinations and 252 codon combinations, with the synonymous OmpR_P160P variant increasing isobutanol production by up to 56.2%. We further applied MUTATOR to a 151-gene library encompassing transcriptional regulators, translation factors, DNA repair proteins, ribosomal components, and NAD(P)H-associated metabolic genes, identifying single and combinatorial mutations that markedly enhanced cell growth and ethanol utilization when ethanol was used as the sole carbon source. Together, these results establish MUTATOR as a broadly applicable platform for genome-wide diversification, functional dissection, and rapid engineering of industrial microbial chassis.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Kao应助bias采纳,获得10
刚刚
呆萌的紫雪完成签到 ,获得积分10
1秒前
NexusExplorer应助舒心亦旋采纳,获得10
2秒前
李爱国应助勇敢的心采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
简单善斓发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
未见完成签到,获得积分10
5秒前
赘婿应助萼绿华采纳,获得10
6秒前
研友_VZG7GZ应助沧海一笑采纳,获得10
6秒前
7秒前
10秒前
10秒前
无限大山发布了新的文献求助10
11秒前
勇敢的心发布了新的文献求助10
13秒前
刚刚完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
机灵老九完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
我是老大应助刚刚采纳,获得10
16秒前
17秒前
所所应助yang采纳,获得10
17秒前
18秒前
传奇3应助单身的摩托采纳,获得10
18秒前
文献求助完成签到,获得积分20
19秒前
笔尖划痕完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
22秒前
酷波er应助Xixi采纳,获得10
23秒前
勤奋的哈桑完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
25秒前
zhangzhang完成签到,获得积分10
27秒前
领导范儿应助tifosiuuz采纳,获得10
27秒前
27秒前
OTW发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Analytical Separation Science 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7547845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9131317
关于积分的说明 19509650
捐赠科研通 7141523
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3259762
关于科研通互助平台的介绍 2426496
邀请新用户注册赠送积分活动 2248374