海洋拟球藻微拟球藻是一种单细胞光合微藻,广泛分布于海洋、湖泊、沼泽等不同水环境水域。由于它的油脂含量高、较好的环境适应性及适于烟道气培养等特性,在微藻生物能源、微藻功能食品、微藻饲料等领域备受青睐,是“蓝色粮仓”的重要生物资源之一。
基因编辑CRISPR-Cas9是目前应用最广泛的CRISPR系统,除了被用于在细胞系、干细胞和诱导多功能干细胞水平上快速高效的编辑原核细胞和真核细胞的基因外,还在很多其他领域被广泛使用。比如,利用失活的CRISPR-Cas9蛋白(简称dCas9蛋白)与特定的功能的结构域蛋白(如转录激活结构域VP64,转录抑制结构域KRAB,表观遗传调控乙酰化结构域P300和甲基化结构域DnMT3a等)融合表达,再结合使用特异性引导RNA,可以达到特异性调控某一基因表达水平的目的。这一技术体系已经成功用于哺乳动物和植物研究体系。目前,高覆盖量的sgRNA库已经诞生,可以覆盖到细胞的每一个基因,再通过正负筛选的方法,筛选到感兴趣的通路或基因,这一技术大大拓展了科学家研究功能基因组学的方法。但这一技术在植物,尤其是在微藻中,由于基因编辑方法建立的较慢,并且对转录激活复合体系的认识和其它常用转录激活结构域能不能在微藻中应用还是不清楚,进而转录激活系统在微藻中建立还是十分少见。
提供一种海洋微拟球藻转录激活CRISPRa系统及其的构建方法和可用于微拟球藻的代谢工程改造和合成生物学研究,优化藻种特异经济性状的应用。