DNA编程微生物组装体

序列精准控制菌群

不依赖工程菌株，用功能DNA作为可编程表面受体直接修饰各类微生物，实现多组分菌群的空间可控组装与动态行为调控。

Kong, Yuhan · Du, Qi · Zhao, Dan · 张天庆 · Geng, Zhiwang · Wei, Bryan · 司同 · Tian, Ye · 黎风 · 聂舟 · 邢航

Science Advances 2025

技术优势

不改基因

通过代谢标记和疏水插入将DNA修饰到微生物表面，无需工程化菌株即可赋予可编程性。

空间排布精确

不同序列引导细胞特定位点结合，实现双组分、三组分的核壳结构和选择性团簇。

响应外源信号

适配体、链置换和逆向Hoogsteen碱基配对作为分子开关，使组装体对寡核苷酸或小分子产生动态响应。

动态功能可调

生物被膜形成、抗生素敏感性和群体感应等行为可经生物触发因子被调控。

应用场景

• 工程菌群构建：按序列定义空间关系，快速搭建多菌株共培养体系，免去基因操作。
• 智能微生物工厂：用DNA逻辑门整合信号，按需改变菌株空间协作，提高产物合成效率。
• 生物被膜调控：通过序列设计调控初始聚集模式，进而影响生物被膜的结构形成。
• 菌群互作模型：精确设定细胞间距和组成，构建可动态调节的互作研究模型。
• 响应性生物材料：将活细胞组装成响应外源信号的动态材料，功能可切换。