[发明专利]用于基于生物量来调控功能基因表达的试剂盒及使用其的方法

权利要求书

1.用于基于生物量来调控功能基因表达的试剂盒，其包括用于插入细胞的基因组中的感应基因和用于转入所述细胞的响应基因表达元件，其中

所述感应基因包括介导自诱导物质的信号分子合成的蛋白的编码基因和所述自诱导物质的信号分子结合的转录调节蛋白(例如转录激活蛋白)的编码基因的组合；

所述响应基因表达元件含有受所述感应基因调控的启动子及由所述启动子启动转录表达的功能基因。

2.权利要求1所述的试剂盒，其中所述感应基因包括LuxI的编码基因luxI和转录激活蛋白LuxR的编码基因luxR的组合，和/或LuxS的编码基因luxS和LuxP的编码基因luxP的组合，和/或

其中所述感应基因通过一个或更多个感应基因表达盒插入到所述细胞的基因组中，和/或

其中受所述感应基因调控的启动子是P_lux。

3.如权利要求1或2所述的试剂盒，其中控制所述感应基因表达盒的启动子是所述感应基因表达盒中包含的编码基因的自身原始启动子或外源组成型启动子，所述外源组成型启动子例如是P_CN、P_luxI、P_luxR或P_L，优选地，P_L或P_CN。

4.如权利要求1-3中任一项所述的试剂盒，其中所述功能基因包括同源基因或外源基因，或其组合的基因，进一步地例如还包括具有菌株自养代谢、异养代谢的功能或其组合的基因，具有菌株自养代谢的功能的基因例如NADH和FADH₂的基因，或具有菌株异养代谢的功能的基因例如绿色荧光蛋白，细胞色素c。

5.如权利要求1-3中任一项所述的试剂盒，其中所述功能基因包括具有次级代谢产物的合成生产、有机染料的脱色和/或生态环境中重金属的还原修复的功能的基因，例如有机染料甲基橙的脱色或六价铬的还原的基因。

6.如前述权利要求中任一项所述的试剂盒，其中所述响应基因表达元件是线性的核酸片段、病毒载体、质粒，或者其组合，例如是PYYDT质粒。

7.如权利要求1所述的试剂盒，其中所述将所述感应基因表达盒插入其基因组中是通过基因编辑的方法完成的，例如所述基因编辑的方法选自单碱基编辑(PBE)方法、CRISPR-Cas9方法、CRISPR-Cpfl方法、CRISPRi方法、锌指核酸酶方法、TALEN方法和同源重组方法中的一种或更多种，优选地，同源重组方法。

8.如权利要求1所述的试剂盒，其中所述将所述响应基因表达元件转入所述细胞中是通过接合转移、化学转化法或电击转化法，例如接合转移，完成的。

9.细胞，所述细胞包含权利要求1-8中任一项限定的感应基因和响应基因表达元件，其中所述感应基因插入在所述细胞的基因组中，所述响应基因表达元件转入在所述细胞中，其中所述基因组例如包括存在于细胞核中的染色体DNA，或存在于细胞的亚细胞组分(如线粒体、质体)中的细胞器DNA。

10.如权利要求9所述的细胞，其中所述细胞包括原核生物的细胞或真核生物的细胞，其中原核生物包括革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌或古生菌；真核生物包括真菌、动物细胞或植物细胞。

11.用于基于生物量来调控功能基因表达的方法，其使用权利要求1-8中任意一项所述的试剂盒或权利要求9或10所述的细胞进行。

12.如权利要求11所述的方法，所述基于生物量的调控是指将含有介导自诱导物质的信号分子合成的蛋白的编码基因与所述自诱导物质的信号分子结合的转录调节蛋白(例如转录激活蛋白)的编码基因的感应基因表达盒插入到细胞的基因组中，利用受所述感应基因表达盒调控的启动子及其启动转录表达的功能基因构成的响应基因表达元件，将所述响应基因表达元件转入含有感应基因表达盒的细胞中，使得所述功能基因的表达受细胞自身生物量的调控。