近日，我组在毕赤酵母基因编辑工具研究方向取得新进展。研究团队在巴斯德毕赤酵母构建了基于脱水四环素（aTc）诱导激活系统（Tet-On），动态调控同源重组修复途径关键基因表达，显著提升了基因编辑效率。该研究为毕赤酵母的基因工程改造提供了更高效的工具，进一步拓展了其在合成生物学与生物制造领域的应用潜力。

巴斯德毕赤酵母能够以甲醇为唯一碳源生长，被视为实现甲醇高效转化的理想宿主。然而，其DNA修复机制主要依靠非同源末端连接方式（NHEJ），不利于精准基因组编辑。尽管增强同源重组修复（HDR）途径有助于提高基因编辑精度，但过度强化HDR可能带来细胞重组机制紊乱，增加细胞生长负担并影响产物合成，限制了毕赤酵母细胞工厂的改造和产物的高效生产。本研究通过在毕赤酵母细胞中构建可受脱水四环素 (aTc) 诱导且激活强度不同的启动子库（Tet-On），实现HDR相关基因的诱导激活。该诱导强化基因编辑系统通过Tet-On启动子过表达同源重组关键基因RAD52和MUS81-MMS4，并在CRISPR-Cas9基因编辑的平板筛选阶段添加诱导剂aTc实现对Tet-On启动子的激活表达，对染色体单基因敲除和多片段基因重组的阳性率均达到80%以上。而利用该诱导强化同源重组系统的底盘菌株合成脂肪醇时，工程菌株不仅能够以甲醇为唯一碳源快速生长，且脂肪醇产量也比组成型强化同源重组菌株高1.3倍。

本工作以“Inducible regulating homologous recombination enables precise genome editing in Pichia pastoris without perturbing cellular fitness”为题，于近日以研究性论文形式发表于Trends in Biotechnology期刊上。该工作的第一作者是我组助理研究员白帆，该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院大连化学物理研究所创新基金的资助。（文/图 白帆 校对/王倩）

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2025.02.005