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蓝藻聚球藻 PCC 7002 中基因表达的光遗传学控制
光合蓝藻可在生物技术中用作环境可持续的细胞工厂，将二氧化碳转化为多种生物化学物质。然而，缺乏可用于精确和动态控制基因表达的分子工具，阻碍了代谢工程，并导致产品滴度低。光遗传学工具能够以高可调性和可逆性实现光调节的基因表达控制。到目前为止，它们在蓝藻中的应用有限，物种之间的可转移性仍不清楚。在本研究中，我们在聚球藻 PCC 7002 中表达了蓝光抑制的 YF1/FixJ 和绿/红光响应的 CcaS/CcaR 系统，并使用 GFP 荧光测定和 qRT-PCR 表征了它们的性能。非蓝藻来源的 YF1/FixJ 系统表现出较差的性能，最大动态范围为 1.5 倍，尽管采取了几个步骤来改进这一点。相比之下，源自蓝藻 Synechocystis sp. PCC 6803 的 CcaS/CcaR 系统对光波长和强度反应良好，在绿光照射 30 分钟后观察到蛋白质荧光输出增加 6 倍。监测 GFP 转录水平使我们能够量化转录激活和失活的动力学，并测试多个绿光/红光和光/暗循环对系统性能的影响。最后，我们通过对 pCpcG2 输出启动子进行有针对性的遗传修饰，提高了绿光下 CcaS/CcaR 系统的活性。本研究详细描述了 Synechococcus sp. PCC 7002 中 CcaS/CcaR 系统的行为，并强调了跨物种转移光遗传学工具的复杂性。
Synechococcus elongatus 基因组中的系统性大片段缺失及其导致的转录组学变化
摘要：基因组精简是微生物进化过程中的自然过程，已成为生成理想底盘细胞用于合成生物学研究和工业应用的常用方法。然而，由于基因操作非常耗时，系统性基因组减少仍然是蓝藻生成此类底盘细胞的瓶颈。Synechococcus elongatus PCC 7942 是一种单细胞蓝藻，是系统性基因组减少的候选者，因为其必需基因和非必需基因已通过实验确定。本文报告，23 个超过 10 kb 的非必需基因区域中至少有 20 个可以被删除，并且可以实现这些区域的逐步删除。生成了一个七重缺失突变体（基因组减少了 3.8%），并研究了基因组减少对生长和全基因组转录的影响。在祖先三重至六重突变体（ b 、 c 、 d 、 e1 ）中，与野生型相比，上调的基因数量越来越多（最多 998 个），而在七重突变体（ f ）中上调的基因数量略少（831 个）。在来自五重突变体 d 的另一个六重突变体（ e2 ）中，上调的基因数量要少得多（232 个）。在本研究的标准条件下，突变体 e2 的生长率高于野生型、e1 和 f 。我们的结果表明，大量减少蓝藻基因组以生成底盘细胞和进行实验进化研究是可行的。
重编程蓝藻聚球藻的碱基编辑
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可证下可用（未经同行评审认证）是作者/资助者，他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2022 年 9 月 6 日发布。；https://doi.org/10.1101/2022.09.05.506134 doi：bioRxiv 预印本