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微生物基因编辑

微生物基因编辑

基因编辑微生物是指基于 CRISPR/Cas 等基因编辑技术,对微生物基因组进行敲除、点突变或敲入等精准改造的工程菌株,可用于优化菌株性能、重构代谢通路并赋予其新功能,从而突破传统改造手段限制,提高研发与生产效率。

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微生物基因编辑

微生物基因编辑是基于 CRISPR/Cas 系统的基因组定点编辑技术,通过 CRISPR/Cas 介导的DNA双链断裂与同源重组修复(HDR)或非同源末端连接(NHEJ)途径,实现对微生物基因组的定点敲除、碱基替换(点突变)或基因敲入等精准遗传编辑,从而实现对菌株代谢通路与遗传功能的定向调控,优化菌株表型并拓展其应用功能,突破传统诱变育种与随机筛选的技术局限,提升菌株构建效率与工业化应用潜力。

针对细菌体系,源井生物开发了 EZ-BacEdit™ 编辑技术平台,通过电转化将 EZ-BacEdit™ 系列重组质粒递送至细菌细胞内,在内源或外源重组系统协同作用下,实现基因组的高效定点编辑,包括基因敲除、点突变及基因敲入等。

源井EZ-BacEdit™技术

传统微生物基因编辑技术通常依赖同源重组或位点特异性重组系统(如 Cre-loxP、FLP-FRT),存在重组效率较低、阳性克隆筛选工作量大且周期较长,以及基因组中残留 loxP 或 FRT “痕迹序列”等局限性。EZ-BacEdit™ 技术作为基于 CRISPR/Cas 的高效基因组编辑平台,具有操作流程简化、靶向特异性强、编辑效率高、脱靶率低以及无痕编辑(scarless editing)等优势,可显著提升微生物基因组改造效率与精准性。

01
基因编辑效率和重组效率是传统技术的20-30倍以上;
02
应用范围广泛,包括基因敲除、基因点突变和基因敲入;
03
无痕基因编辑技术,安全有保证;
04
可以同时实现多基因敲除的需求;

微生物基因编辑服务详情

微生物种类

大肠杆菌;沙门氏菌;铜绿假单胞菌;福氏志贺氏菌等

交付标准

阳性克隆(甘油菌),野生型菌株(甘油菌), QC报告

编辑类型

基因敲除,点突变,基因敲入,过表达

质量控制QC

菌落PCR鉴定;靶位点测序鉴定

报价周期

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*交付的所有实验成果及产物仅限于科研使用,不可适用于诊断、治疗、临床及其它用途。
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EZ-BacEdit™技术流程

01
构建EZ-BacEdit™细菌系列载体
EZ-BacEdit™ 系列载体
EZ-BacEdit_CR
表达Cas9核酸酶和Red重组系统的酶
EZ-BacEdit_G
表达靶基因的gRNA
EZ-BacEdit_D
一段DNA修复模板
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02
电转及制备稳转EZ-BacEdit_CR的感受态
EZ-BacEdit_CR电转到细菌中,菌落PCR鉴定EZ-BacEdit_CR是否成功转入·并将成功转入EZ-BacEdit_CR的菌株再制成电转感受态细胞
03
导入EZ-BacEdit_G及EZ-BacEdit_D进行打靶
将打靶载体EZ-BacEdit_G及EZ-BacEdit_D修复模板电转进稳转EZ-BacEdit_CR的感受态菌株中,CRISPR系统与λ Red重组系统共同作用对细菌基因组进行编辑。
04
获取阳性克隆
挑取单克隆进行PCR及测序鉴定,将EZ-BacEdit™质粒消去,获得敲除阳性克隆菌株。

微生物基因编辑
服务流程及质量控制

01 红棉设计微生物基因编辑方案

02 构建EZ-BacEdit™细菌系列载体

03 质粒电转

04 挑取单克隆菌落

05 PCR鉴定&测序

06 甘油菌交付

应用案例

1. 基因敲除大肠杆菌

Overcoming Nanosilver Resistance: Resensitizing Bacteria and Targeting Evolutionary Mechanisms

IF=15.8

ACS nano

该研究采用源井生物构建的E. coli K-12 MG1655 ΔcpxRA, E. coli K-12 MG1655 ΔpspABC和 E. coli K-12 MG1655 ΔrseA ,揭示了从鞭毛介导的AgNP沉淀(状态I)到铜流泵(CusCFBA)系统的激活(状态II)这些机制之间的动态转变。并设计了针对性的物理化学干预措施来对抗这些机制,该策略将纳米耐受性降低了多达10,000倍。此外,通过使用羰基氰3-氯苯基脲酮和过度活化控制抵抗转变的关键包络应力调节因子sigma E,可以完全阻止电阻演化。该研究为克服纳米抗药性提供了实用策略,开创性地提升纳米抗菌药物在医疗治疗中的疗效,并对抗抗药性进化。
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2. 基因敲除沙门氏菌

Characterization of a Salmonella enterica serovar Typhimurium lineage with rough colony morphology and multidrug resistance

IF=14.4

Nature Communications

源井生物为该研究提供csgD敲除的沙门氏菌,助力研究完成对具有粗糙菌落形态和多重耐药性的肠沙门氏菌鼠伤寒血清型谱系的特征分析。研究对2,212个中国分离株和1,739个公开基因组进行全基因组测序,揭示了粗糙群体变异株的种群结构和进化历史。这些变异株以宏观、红色、干燥且粗糙(mrdar)的菌落特征为标志,在28°C和37°C条件下相较于典型的rdar菌落表现出更强的生物膜形成能力。mrdar变异株呈现广泛的多重耐药性,对至少五类抗菌药物的耐药性显著高于非mrdar变异株;这种耐药性主要由携带19个抗菌药物耐药基因的IncHI2质粒介导。
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