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真核细胞周期由于其内在的调控冗余性，为通过合成基因组学探索基因组模块化与最小化提供了理想靶标。在合成酵母基因组（Sc2.0）项目所确立的原则基础上，我们利用 CRISPR 介导的基因组工程，将 9 个关键细胞周期基因重新定位至酿酒酵母（S. cerevisiae）基因组中的一个合成基因簇中，以便在酵母中对这些基因开展组合式研究。 我们采用 Cre/loxP 重组技术，快速构建了数百株具有不同基因缺失组合的菌株，旨在鉴定能够支持稳健细胞周期功能的最小基因集合。通过结合 FACS 分选和 POLAR（长扩增读段池测序，Pool of Long Amplified Reads）测序，我们对大型细胞池中的基因缺失组合进行了高通量分析，检测到了约 80% 的理论可能基因组合，其中包括先前数学建模研究所预测的组合。 我们的研究结果表明，在维持细胞存活性的同时，细胞周期基因集可以被最小化，但只有特定的基因缺失组合才能确保在不同条件下保持稳健适应度。这项工作为基因组最小化建立了一个框架，并为面向多种应用设计简化的、模块化的合成基因组打开了大门。
t.ellis{at}imperial.ac.uk
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摘要 真核细胞周期由于其内在的调控冗余性，为通过合成基因组学探索基因组模块化与最小化提供了理想目标。在合成酵母基因组（Sc2.0）项目所确立原则的基础上，我们利用 CRISPR 介导的基因组工程，将 9 个关键细胞周期基因重新定位至酿酒酵母（S. cerevisiae）基因组中的一个合成基因簇中，从而能够在酵母中对这些基因开展组合研究。我们采用 Cre/loxP 重组，快速构建了数百个具有不同模块内基因缺失组合的菌株，目标是鉴定能够支持稳健细胞周期功能的最小基因集合。通过结合 FACS 分选和 POLAR（长扩增读段池）测序，我们在大型细胞混合池中对基因缺失组合进行了高通量分析，检测到约 80% 的理论可能基因组合，其中包括先前数学建模研究所预测的组合。我们的研究结果表明，在保持存活性的前提下，细胞周期基因集合可以被最小化，但只有特定的基因缺失组合才能确保在不同条件下维持稳健适应性。持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 该预印本依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 公开提供。
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发表于 2026 年 7 月 27 日。
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Anastasiya Malyshava ， Klaudia Ciurkot ， Lucas Can_izares Alonso ， Armand Grollemund ， William M Shaw ， Matteo Barberis ， Tom Ellis
bioRxiv 2026.07.24.740655； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.24.740655
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引文工具 酵母中细胞周期控制的合成组合最小化
Anastasiya Malyshava ， Klaudia Ciurkot ， Lucas Can_izares Alonso ， Armand Grollemund ， William M Shaw ， Matteo Barberis ， Tom Ellis
bioRxiv 2026.07.24.740655； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.24.740655
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.24.740655v1?rss=1
🏷️ 细胞周期调控 合成基因组学 酿酒酵母 基因组最小化 CRISPR基因工程 组合基因缺失