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温廷益研究组2个PCT专利分别在美国和日本获得授权
2017-08-04 | 作者: | 【 】 【打印】【关闭

  遗传操作是研究细菌生理功能、致病机理及构建基因工程菌株的先决条件。迄今为止,仅有少数实验室的模式菌株实现了遗传转化,而对直接从自然环境中分离的野生型细菌、经人工驯化的生产菌及大量的非模式菌株实现遗传操作始终是困扰微生物学家的一个世界性难题。为解决细菌遗传转化的限制修饰屏障的技术难题,PCT专利《一种克服靶细菌限制修饰障碍导入外源DNA的方法》(申请号PCT/CN2013/071730)公开了一种克服靶细菌限制修饰障碍导入外源DNA的方法。通过在自身限制修饰系统全部缺失的大肠杆菌中共表达靶细菌所有DNA甲基转移酶基因,模拟靶细菌的甲基化方式对外源DNA进行修饰,从而提高靶细菌的遗传转化效率。本发明构建并保护的内源限制修饰系统全部缺失(六重缺失)的大肠杆菌突变株EC135是实现外源DAN甲基化模拟的技术基础,专利实施例公开了利用EC135菌株对外源DNA进行不同靶细菌的甲基化模拟,成功实现了难转化细菌汉氏硝化细菌的遗传转化、工业生产菌株解淀粉芽胞杆菌的基因敲除以及两株芽胞杆菌转化效率的提高(最高达到104倍)。该专利所获得的具有自主知识产权的外源DNA导入方法突破了细菌遗传操作困难的技术瓶颈,为我国在细菌遗传转化和操作技术国际知识产权的占位和布局奠定了基础 

  PCT专利20132月提出国际申请,指定进入美国、欧洲和日本3个国家和地区。20172月和4月先后获得了美国专利(US14/385940)和日本专利(JP2015502066)的授权,相关研究结果前期已发表在PLoS Genetics2012, 8(9):e1002987上。该方法受到国内外研究者的广泛关注,已向来自美国、英国、法国、德国、加拿大、荷兰、丹麦及国内等30多家机构的研究人员提供大肠杆菌EC135与遗传转化系统并反馈良好 

  L-组氨酸是人体的必需氨基酸和营养氨基酸,具有重要的生理功能。目前组氨酸主要依靠以猪(牛)血粉为原料的蛋白质水解提取法生产,环境污染大,提取收率低,价格昂贵。由于组氨酸的生物合成具有与核苷酸合成竞争前体物质、复杂的代谢调控机制以及合成过程中高能量需求等特点,高效合成十分困难。现有的组氨酸工程菌的产酸水平和转化率较低,无法实现微生物直接发酵法的规模生产。PCT专利《一种产l-氨基酸的重组菌、其构建方法及l-氨基酸生产方法》(申请号PCT/CN2015/072220)公开了一种生产l-组氨酸的重组菌及其构建方法以及生产l-组氨酸的方法,旨在保护通过糖酵解途径关键酶6-磷酸葡萄糖异构酶(pgi)和磷酸戊糖途径关键酶6-磷酸葡萄糖脱氢酶(zwf-opcA)的协同作用,提高l-组氨酸产量的技术方案。此外,通过增强核苷酸合成途径AICAR甲基转移酶/IMP环水化酶(purH)的表达及减弱磷酸核糖酰胺转移酶(purF)的表达,利用组氨酸合成途径的副产物合成核苷酸,实现副产物的循环利用的代谢工程改造策略也是该发明保护的另一重要技术方案。专利实施例公开了通过系统代谢工程改造谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)的组氨酸终端合成途径、中心碳代谢途径和核苷酸合成途径,获得的具有权利要求保护的技术特征的组氨酸工程菌解决了组氨酸生物合成困难的技术难题,实现了组氨酸的高效合成和积累,在组氨酸产量和生产强度等发酵生产性能方面取得了显著的技术进步,为实现组氨酸的直接发酵法生产和在专利权保护国家进行组氨酸的生产和销售提供了保障。

  PCT专利于20152月提出国际申请,指定进入美国、欧洲、日本、韩国及中国5个国家和地区。20177月先后获得了日本专利(JP2016515651)和美国专利(US14/891622)的授权 

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