链霉菌基因组编辑新利器：基于TnpB的STAGE工具包开发与应用

来自国内的研究人员针对链霉菌(Streptomyces)基因编辑工具匮乏的现状，开发了基于ISDra2转座酶(TnpB)的STAGE基因组编辑平台。该工具包克服了传统CRISPR系统蛋白尺寸大、细胞毒性强等缺陷，实现了效率超75%的C·G-to-T·A碱基编辑(STAGE-cBEST/McBEST)，经AI优化后编辑效率接近100%，为链霉菌合成生物学研究提供了精准高效的遗传操作工具。

　　

链霉菌(Streptomyces)作为天然产物合成的"细胞工厂"，蕴藏着大量具有生物医药价值的次级代谢产物。然而这类放线菌复杂的遗传背景一直制约着其合成生物学应用。传统CRISPR-Cas系统在链霉菌中面临效应蛋白过大(如Cas9)、编辑效率低且伴随细胞毒性等瓶颈。

研究团队另辟蹊径，从ISDra2转座子系统挖掘出仅Cas9三分之一大小的TnpB核酸酶，构建了链霉菌特异的STAGE编辑平台。这个精巧的"基因剪刀"展现出惊人的编辑精度：在工业菌株中实现高效靶向突变，且脱靶效应显著降低。更令人振奋的是，基于该平台开发的STAGE-cBEST单碱基编辑器与STAGE-McBEST多重编辑系统，可将C·G碱基对转换为T·A的效率提升至75%以上。

研究还运用AI辅助蛋白进化策略，对ISDra2 TnpB进行智能化改造，获得两个近乎完美的编辑变体——编辑效率飙升至100%。通过同源序列挖掘，团队还鉴定出与ISDra2 TnpB同源的编辑工具，进一步丰富了工具箱。这项突破性工作为解锁链霉菌基因组中沉默的生物合成基因簇(BGCs)提供了"万能钥匙"，将加速新型抗生素等天然产物的开发进程。