上海支持IND的GMP蛋白生产技术服务临床前研究

除了CRISPR-Cas9技术，还有其他几种基因编辑技术可以用于金黄色葡萄球菌的研究：1.**单碱基编辑技术**：这是一种新型的基因编辑技术，可以在不切割DNA双链的情况下实现基因的定点突变。季泉江教授课题组与中国科学院北京基因组所韩大力研究员课题组合作，在金黄色葡萄球菌中建立了单碱基编辑技术，通过融合失活的Cas9蛋白（Cas9D10A）和胞嘧啶脱氨酶（APOBEC1），实现了高效单碱基编辑，有助于研究耐药机制和开发新型手段。2.**同源重组（HR）修复技术**：在某些细菌中，可以通过同源重组机制对CRISPR-Cas9系统产生的双链DNA断裂进行修复，实现基因的精确编辑。例如，在谷氨酸棒杆菌中，利用CRISPR/Cas9技术结合同源重组修复模板，实现了高效的基因缺失和点突变。3.**非同源末端连接（NHEJ）相关蛋白共表达**：通过共表达Cas9蛋白和NHEJ相关蛋白，如连接酶LigD，可以在链霉菌中实现有效的基因组编辑，这种方法不依赖于同源重组，可以应用于那些同源重组效率较低的细菌。4.**CRISPR干扰技术（CRISPRi）**：利用失活的Cas9蛋白（dCas9）阻断基因的转录，从而抑制特定基因的表达。这种技术可以用于研究基因功能和调控基因表达，已经在多种细菌中得到应用。重组蛋白表达技术可用于多种下游应用，包括基因调控分析、蛋白结构及功能分析、蛋白质间相互作用分析等。上海支持IND的GMP蛋白生产技术服务临床前研究

CRISPR-Cas9技术在粘质沙雷氏菌（Serratiamarcescens）的基因编辑中具有一些明显的优势，同时也面临一些挑战。**优势**：1.**高灵活性和特异性**：CRISPR-Cas9技术能够通过设计特定的向导RNA（gRNA）实现对粘质沙雷氏菌基因组中几乎任何位点的靶向编辑，具有很高的灵活性和特异性。2.**简单快速有效**：CRISPR-Cas9系统源自细菌的天然免疫系统，可以快速地对基因序列进行更改，操作简单，效率较高。3.**同源定向修复（HDR）**：利用CRISPR-Cas9技术，可以在提供修复模板的情况下，通过HDR机制在基因组特定位点引入用户定义的序列变化，有助于研究者进行精确的基因敲入或修复。**挑战**：1.**脱靶效应**：CRISPR-Cas9技术在提高编辑特异性的同时，仍存在一定的脱靶风险，可能导致非目标位点的意外编辑，需要通过生物信息学分析和实验验证来这一问题。2.**基因编辑效率**：不同菌株或基因背景下，CRISPR-Cas9的编辑效率可能存在差异，需要对gRNA设计和递送方法进行优化，以提高编辑效率。3.**耐药性**：粘质沙雷氏菌作为一种机会性致病菌，其本身可能具有多重耐药性，这可能影响基因编辑过程中对抗生物质的选择使用。

汉逊酵母表达系统在HPVVLPs表达中具有一些的优势，同时也面临一些挑战。**优势：**1.**遗传性质稳定**：汉逊酵母表达的重组菌遗传性质稳定，适合长期培养和生产。2.**高表达量**：汉逊酵母可以达到高细胞密度，外源基因的表达量较高，每升发酵液的表达量可达0.1-10克，适合大规模发酵生产。3.**正确的翻译后加工和修饰**：汉逊酵母具有与哺乳类细胞相似的翻译后加工和修饰功能，能够进行准确的翻译后加工。4.**耐热性**：多形汉逊酵母是一种耐热酵母，适生长温度为37-43℃，有利于生产热稳定的酶和蛋白质。5.**高密度发酵**：汉逊酵母能在廉价的合成或半合成培养基上高密度生长，菌体密度可达100~130g/L湿重。6.**简化的操作步骤**：汉逊酵母的甲醇代谢途径的调节机制允许在低浓度甘油和葡萄糖中也能高效表达外源基因，简化了发酵步骤。**挑战：**1.**菌株稳定性**：尽管汉逊酵母具有遗传性质稳定的优点，但在工业化生产中外源基因的稳定性仍然是一个需要关注的问题。2.**产量和分泌效率**：虽然汉逊酵母的表达量高，但在某些情况下可能需要进一步提高产量和分泌效率以满足商业化生产的需求。

通过毕赤酵母表达系统提高重组蛋白的表达量和纯度，可以采取以下策略：1.**优化基因序列**：根据毕赤酵母的密码子偏好性进行基因序列的优化，避免含有毕赤酵母稀有的密码子，减少(A+T)含量过高或过低的问题。2.**增加基因拷贝数**：通过体外构建或体内构建法增加外源基因的拷贝数，可以提高蛋白的表达量。3.**选择合适的启动子**：使用强诱导型启动子如AOX1或组成型启动子，以提高基因的转录水平。4.**使用分子伴侣**：共表达分子伴侣如PDI或BiP，帮助目标蛋白正确折叠，减少聚集体的形成。5.**选择合适的信号肽**：使用合适的信号肽引导重组蛋白分泌到胞外，如α-因子信号肽(MF-α)等。6.**优化培养条件**：调整温度、pH、碳源、甲醇浓度等培养条件，以获得好的蛋白表达效果。7.**发酵工艺优化**：采用高密度发酵，优化溶解氧水平、通气量等，提高蛋白表达量。8.**减少蛋白酶活性**：通过降低发酵液pH、添加蛋白酶底物或敲除蛋白酶基因等方法，减少蛋白降解。9.**提高分泌效率**：通过改造信号肽或共表达转运相关因子，提高外源蛋白分泌效率。基因编辑时需要用到pHCY-25A质粒和sgRNA质粒，我用的sgRNA质粒是pHCY-163，编辑的菌株是大肠杆菌MG1655。

除了His标签和GST标签，还有多种融合伴侣技术可以用于提高蛋白的表达和纯度，包括但不限于以下几种：1.**Flag标签**：Flag是一个八肽序列(DYKDDDDK)，可以通过抗Flag标签的抗体进行免疫沉淀或西方印迹分析，有助于提高蛋白的纯度。2.**Fc融合蛋白**：Fc标签是免疫球蛋白的恒定区，可以提高蛋白在哺乳动物细胞中的溶解性和稳定性，并且可以通过蛋白A亲和层析进行纯化。3.**人血清白蛋白(HSA)**：HSA作为融合伴侣可以提高蛋白的溶解性和稳定性，延长半衰期，并通过其固有的结合特性进行纯化。4.**转铁蛋白**：转铁蛋白可以作为融合伴侣，利用其与铁的高亲和力进行纯化，并且有助于提高蛋白的稳定性。5.**XTEN聚合物**：XTEN是一种柔性的多肽聚合物，可以提高蛋白的溶解性和稳定性，有助于防止聚集。6.**弹性蛋白样多肽(ELP)**：ELP具有可逆的热响应性质，可以通过温度诱导的相分离进行纯化，有助于提高纯度。7.**Strep标签**：Strep标签是一个短肽序列，可以通过Strep-Tactin亲和层析进行高效率的纯化。8.**MBP融合蛋白**：麦芽糖结合蛋白(MBP)可以作为融合伴侣，提高蛋白的溶解性，并通过亲和层析进行纯化。。蛋白质纯化和鉴定：从细胞中分离出目标蛋白质，通常通过某些分离技术方法实现。上海支持IND的GMP蛋白生产技术服务临床前研究

将MG1655 / pHCY-25A菌株制备成化学感受态细胞，培养基中要加卡那霉素(Kan)和葡萄糖。上海支持IND的GMP蛋白生产技术服务临床前研究

在大肠杆菌中表达VLP（病毒样颗粒）时，避免蛋白质聚集和非特异性降解是关键步骤，以下是一些有效的策略：1.**优化表达条件**：-**温度**：降低培养温度可以减少蛋白质聚集和降解，通常在16-30°C之间进行优化。-**诱导剂浓度**：适当降低诱导剂（如IPTG）的浓度，延长诱导时间，可以减少蛋白的过度表达和聚集。2.**使用融合伴侣**：-**GST标签**：使用谷胱甘肽S-转移酶（GST）标签可以提高蛋白的溶解性和稳定性。-**His标签**：利用His标签进行亲和纯化，同时有助于减少聚集。-**MBP标签**：麦芽糖结合蛋白（MBP）可以提高蛋白的溶解性。3.**优化密码子使用**：-通过密码子优化，提高蛋白在大肠杆菌中的表达效率，减少由于表达不充分导致的聚集。4.**添加稳定剂**：-在培养基中添加甘油、蔗糖或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等稳定剂，有助于减少蛋白质聚集。5.**使用保护性蛋白**：-利用分子伴侣如DnaK、GroEL和GroES，帮助蛋白正确折叠，减少聚集。6.**优化裂解条件**：-使用温和的裂解方法，如酶裂解或渗透压裂解，避免机械力导致的蛋白质降解。上海支持IND的GMP蛋白生产技术服务临床前研究