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近日，中國科學院武漢病毒研究所胡志紅/王曼麗研究員團隊在國際知名學術期刊ACS Synthetic Biology上發表了題為“Genome-wide simplification of AcMNPV genome using synthetic biology”的研究論文。大規模基因組簡化是合成生物學領域的核心目標之一。桿狀病毒是昆蟲特異性病毒，作為病毒殺蟲劑和真核表達載體有著廣泛的應用價值。桿狀病毒基因組中，存在一些非必需基因，它們僅在蟲體感染時發揮作用。因此，可通過刪除這些基因獲得更為精簡的病毒，為桿狀病毒載體改良和擴大外源基因容載量等奠定基礎。
該研究采用合成生物學中經典的“設計—構建—測試—學習”循環研究策略，對桿狀病毒模式物種——苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒（Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus ，AcMNPV）進行了系統性基因組縮減，成功構建出35個不同大小的簡化病毒基因組，通過檢測拯救病毒的滴度，最終確定了一個在細胞水平上可有效復制的桿狀病毒最小基因組AcMNPV-Syn-mini，其刪除了相當于原始基因組長度20%的28 kb序列，共剔除了39個非必需基因（圖1）。該成果不僅為開發高容量桿狀病毒載體搭建了重要平臺，也為系統研究蟲體感染相關基因奠定了基礎。
圖1. AcMNPV-Syn-mini基因組縮減示意圖及其刪除的基因
武漢病毒所博士研究生郭依嘉（已畢業）和助理研究員胡恒睿為該論文共同第一作者，論文通訊作者為胡志紅研究員和王曼麗研究員。該研究得到了國家自然科學基金面上項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acssynbio.5c00156