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Base editor-mediated large-scale screening of functional mutations in bacteria for industrial phenotypes

Science China(Life Sciences) 2024年第5期67卷 1051-1060页

作者： Yaomeng Yuan Xihao Liao Shuang Li Xin-Hui Xing Chong Zhang MOE Key Laboratory for Industrial Biocatalysis Institute of Biochemical EngineeringDepartment of Chemical EngineeringTsinghua UniversityBeijing 100084China Institute of Biopharmaceutical and Health Engineering Tsinghua Shenzhen International Graduate SchoolShenzhen 518055China Institute of Biomedical Health Technology and Engineering Shenzhen Bay LaboratoryShenzhen 440300China Center for Synthetic and Systems Biology Tsinghua UniversityBeijing 100084China

Base editing,the targeted introduction of point mutations into cellular DNA,holds promise for improving genome-scale functional genome screening to single-nucleotide resolution.Current efforts in prokaryotes,however,remain confined to loss-of-function screens using the premature stop codons-mediated gene inactivation library,which falls far short of fully releasing the potential of base editors.Here,we developed a base editor-mediated functional single nucleotide variant screening pipeline in Escherichia coli.We constructed a library with 31,123 sgRNAs targeting 462 stress response-related genes in E.coli,and screened for adaptive mutations under isobutanol and furfural selective conditions.Guided by the screening results,we successfully identified several known and novel functional mutations.Our pipeline might be expanded to the optimization of other phenotypes or the strain engineering in other microorganisms.

关键词： base editor high-throughput large-scale screening Escherichia coli functional mutation

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