Abstract:
The generation of genetic diversity via mutagenesis is routinely used for protein engineering and pathway optimization. Current technologies for random mutagenesis often target either the whole genome or relatively narrow windows. To bridge this gap, we developed CoMuTER (Confined Mutagenesis using a Type I-E CRISPR-Cas system), a tool that allows inducible and targetable, in vivo mutagenesis of genomic loci of up to 55 kilobases. CoMuTER employs the targetable helicase Cas3, signature enzyme of the class 1 type I-E CRISPR-Cas system, fused to a cytidine deaminase to unwind and mutate large stretches of DNA at once, including complete metabolic pathways. The tool increases the number of mutations in the target region 350-fold compared to the rest of the genome, with an average of 0.3 mutations per kilobase. We demonstrate the suitability of CoMuTER for pathway optimization by doubling the production of lycopene in Saccharomyces cerevisiae after a single round of mutagenesis.
Resumen:
La generación de diversidad genética mediante mutagénesis es utilizada habitualmente para la ingeniería de proteínas y la optimización de vías metabólicas. Las tecnologías actuales para realizar mutagénesis aleatoria a menudo se dirigen a todo el genoma o a secuencias relativamente estrechas de ADN. Para cerrar esta brecha, desarrollamos CoMuTER (mutagénesis confinada utilizando un sistema CRISPR-Cas tipo I-E, por sus siglas en inglés), una herramienta que permite la mutagénesis in vivo inducible y dirigida de loci genómicos de hasta 55 kilobases. CoMuTER emplea la helicasa Cas3, enzima distintiva del sistema CRISPR-Cas clase 1 tipo I-E, fusionada a una citidina desaminasa para desenrollar y mutar grandes extensiones de ADN a la vez, incluidas vías metabólicas completas. La herramienta aumenta en un 350 veces el número de mutaciones en la región objetivo en comparación con el resto del genoma, con un promedio de 0,3 mutaciones por kilobase. Demostramos la idoneidad de CoMuTER para la optimización de vías al duplicar la producción de licopeno en Saccharomyces cerevisiae después de una sola ronda de mutagénesis.
Citación recomendada (normas APA)
Anna; PrietoVivas Zimmermann, "A Cas3-base editing tool for targetable in vivo mutagenesis", Colombia:Nature Communications, 2023. Consultado en línea en la Biblioteca Digital de Bogotá (https://www.bibliotecadigitaldebogota.gov.co/resources/3711957/), el día 2025-05-03.
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