StreptoCAD：一个开源软件工具箱，可自动化链霉菌基因组工程的工作流程

《ACS Synthetic Biology》：StreptoCAD: An Open-Source Software Toolbox Automating Genome Engineering Workflows in Streptomycetes

链霉菌基因组工程自动化设计工具StreptoCAD通过标准化输出实现FAIR原则，支持CRISPR-Cas9/3、CRISPRi及基因过表达策略的自动化流程设计，包含质粒组装模拟和实验参数生成功能。

　　

链霉菌在发现用于医学或可持续农业的新生物活性分子方面具有巨大潜力。然而，高通量研究受到当前链霉菌基因工程方法的限制，这些方法需要为每个目标基因手动设计复杂的实验性分子生物学策略。在这里，我们介绍了StreptoCAD，这是一个开源软件工具箱，它可以自动化并简化链霉菌基因工程策略的设计过程，支持多种基于CRISPR的基因过表达方法。一旦启动，StreptoCAD会设计所有必要的DNA引物和CRISPR引导序列，模拟质粒组装（克隆）以及基因组的修改结果，并进一步总结实验室实施和文档编制所需的信息。StreptoCAD目前提供了六种设计工作流程，包括构建过表达文库、碱基编辑（包括多重CRISPR-BEST质粒的生成），以及使用CRISPR-Cas9、CRISPR-Cas3和CRISPRi系统进行基因组工程。除了自动化设计过程外，StreptoCAD还确保符合FAIR原则（透明、可重复、可访问和共享），通过标准化的输出文件保证数据的可重复性和易于管理。为了实验验证StreptoCAD的设计过程和输出结果，我们设计并构建了一系列基因过表达菌株，并在Streptomyces G?40/10中进行了CRISPRi敲低实验，从而凸显了该工具的效率和用户友好性。该工具通过标准化的工作流程和设计参数简化了复杂的基因工程任务，并促进了合作。StreptoCAD有望改变链霉菌的基因组工程领域，使复杂的基因操作变得人人可及，从而加速天然产物的发现。