［本站讯］10月29日，Nucleic Acids Research（《核酸研究》，IF=11.5）在线发表了山东大学微生物技术国家重点实验室王海龙教授课题组题为“RedEx: a method for seamless DNA insertion and deletion in large multimodular polyketide synthase gene clusters”的研究论文。山东大学微生物技术国家重点实验室为该工作的第一完成单位，山东大学博士研究生宋超逸和博士后栾霁为该论文的共同第一作者，王海龙教授为唯一通讯作者。

图1.利用RedEx技术改造聚酮合酶结构域进行多杀菌素结构衍生

生物合成途径重编程是改造化合物结构的重要方式。作为药物重要来源的聚酮化合物，其生物合成基因簇中存在大量重复序列，导致其基因的点突变和结构域替换等操作非常困难。为解决此难题，该研究开发了不受重复序列限制的RedEx基因编辑技术，成功对绿色生物农药多杀菌素聚酮合酶基因进行异源结构域插入，获得了杀虫活性更好的丁烯基多杀菌素。该研究也对基因簇中的甲基转移酶基因进行敲除，实现了乙基多杀菌素前体--多杀菌素JL的异源生物合成。乙基多杀菌素是多杀菌素第二代产品，杀虫活性更高、杀虫谱更广。丁烯基多杀菌素的杀虫效力与乙基多杀菌素相当。该研究为构建多杀菌素高活性衍生物的高效异源表达体系奠定了基础。

RedEx技术利用Redαβ蛋白介导的线环重组、CcdB介导的反向筛选、核酸外切酶介导的体外同源重组，可以高效地在大型复杂基因簇中进行点突变和结构域\模块替换等高难度基因编辑，为天然药物的合成生物学研究提供了新方法。

该研究工作得到了国家重点研发计划合成生物学专项、国家自然科学基金、山东省泰山学者、山东大学齐鲁青年学者、微生物基因组工程学科创新引智基地等的支持。

王海龙教授课题组致力于基因编辑技术开发与天然药物生物合成研究。开发的ExoCET技术能高效地从细菌基因组上直接克隆超过100kb的基因簇（Nucleic Acids Research 2018，第一作者），组装13个以上的GC-rich DNA片段（ACSSyntheticBiology 2019，并列通讯作者）；建立了基因定点突变技术（Nucleic Acids Research 2014，第一作者）和高通量基因簇克隆和转移技术平台（Nature Protocols 2016，并列第一作者）。研究成果促进了合成生物学使能技术的发展。

原文链接：

https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkaa956/5943196