近日，来自英国剑桥MRC分子生物学实验室（MRC-LMB）的Jason Chin教授团队在国际顶尖学术期刊Science发表了题为Establishing a synthetic orthogonal replication system enables accelerated evolution in E. coli 的文章，我校生物工程学院2022届博士校友田荣臻为论文第一作者及共同通讯作者。

“被实验室的同学们称为‘卷王’”

田荣臻，江南大学生物工程学院国家生命科学与技术人才培养基地班2014级本科生，发酵工程专业2017级硕士生，发酵工程专业2018级博士生。作为合成生物学方向的一名博士，在江大本硕博的8年求学生涯中，以第一作者身份在《Nature Chemical Biology》《Nature Communications》《Metabolic Engineering》和《Synthetic and Systems Biotechnology》等发表多篇SCI论文。申请发明专利7项，其中授权国内发明专利2项，国际发明专利1项。曾获国家奖学金、张启先奖学金、一等学业奖学金等国家级荣誉1项，省市级荣誉1项，校级荣誉30余项。

2022年赴英国剑桥MRC分子生物学实验室（在国际上享有“诺贝尔奖摇篮”的美誉）从事博士后研究，师从国际著名合成生物学领军人，英国医学科学院院士、英国皇家学会院士Jason Chin教授。目前为剑桥大学三一学院博士后协会成员。

“为进化提供一个简单、稳定和可扩展的平台”

恰如达尔文进化论所述，进化是一个生物体群体中不断突变和选择的过程，其塑造了地球上所有的生命。然而进化的速度是十分缓慢的，其根本上受到临界突变率的限制。如果生物体基因组中的DNA突变过快，那么种群就会产生许多有害的突变—这会导致死亡和灭绝。科学家一直希望加速这一过程，以实现在实验室内对蛋白、代谢途径等的快速进化，从而应用于基础科学研究、工业生产及制药领域。由此发展出的定向进化技术通过在体外产生遗传多样性来避开体内突变率的限制，但这限制了进化在生物体内的连续性。

大肠杆菌作为目前研究最透彻的细菌，广泛用于基础科学研究和工业生产，具有生长快速（倍增时间仅约20分钟）的特点，是基因克隆和蛋白质表达的首选宿主。在过去的十年里，在大肠杆菌中开发一套稳定的正交复制系统，从而在该宿主内实现加速连续进化过程成为重大挑战。尽管已有诸多尝试，在大肠杆菌中还未能开发出稳定的正交复制系统。

该研究首次在大肠杆菌中利用烈性噬菌体PRD1出特殊的线性质粒复制系统，成功实现了目标DNA的正交复制，即仅复制目标DNA而不复制宿主基因组。同时结合工程化的正交易错DNA聚合酶，实现在细胞内仅突变目标DNA而不突变宿主基因组，建立了一个高效且稳定的定向进化系统，实现了高质量突变文库的便捷建立。这篇文章打破了以往人们认为正交复制系统仅能从天然存在的线性质粒系统编辑而获得的认知，开发了仅需18bp ITR复制原点，可装载超过16.5kb 大片段DNA，且可灵活控制拷贝数的EcORep连续进化系统，为大肠杆菌内的快速连续进化提供了一个简单、稳定和可扩展的平台。这将大大加快各种分子生物学工具、生物医药和工业化学品生产菌株的开发。

“不惧困难，把一切都努力做到最好”

田荣臻说——

“在来到剑桥之前，常听同学说出国之后会轻松很多。然而来到剑桥MRC-LMB之后，才发现这里的氛围完全出乎意料。团队成员不仅几乎都拥有国际名校背景，还都极其专注、聪明与努力，他们对于科研的热爱远超过我的想象。在这样的环境里，我不仅需要再加把劲，还要发挥我自身的长处。由于我在江南大学接受的训练偏向于代谢工程菌株的设计，这让我在基因表达设计和实验操作上有了独家“秘方”，不仅帮助了其他成员解决了一些棘手的问题，还与他们一起合作成功完成新课题。总之，很自豪作为天下江南人的一员，我将继续为母校争光！”

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稿件来源：生物工程学院

原标题：《厉害了！博士毕业2年，在Science正刊发表最新研究成果！》