1、基因直接进化研究进展 DNA Shuffling技术天津大学天津大学申明华DNA Shuffling技术DNA ShufflingDNA改组DNA洗牌DNA搅乱重排1994年，Stemmer等，用DNA Shuffling技术体外快速进化蛋白有性PCR法1997年，France Aronld研究组将DNA Shuffling技术做了改进交错延伸法What happens after DNA shuffling Generation of a large library of novel genes(chimeras)Selection for improved/desired bio-func
2、tions v crossovers,v deletions,v insertions,v inversions,v point mutationsDarwinian EvolutionNatural selection of existing mutationsDirected Evolution Targeted selection of created mutationsWhat is DNA shuffling?DNA Shuffling的内涵DNA Shuffling：指DNA分子的体外重组，是基因在分子水平上进行有性重组(Sexual Recombination)。通过改变单个基因
3、(或基因家族，gene family)原有的核苷酸序列，创造新基因，并赋予表达产物以新功能。DNA Shuffling的内涵项目进化速度进化对象进化周期影响对象突变效率常规定向进化缓慢进化整个基因组多年完整基因组高DNAShuffling快速进化特定基因/操纵子/病毒几天部分基因组低DNA Shuffling与常规定向进化的比较How DNA shuffling works-1How DNA shuffling is done in the tubev Random fragmentation of a pool of related genes;v Self-priming polymera
4、se reaction and template switching(causing crossovers);v PCR amplification with primers of reassembled products How DNA shuffling works-2Similar mutants generated byerror-prone PCR,random and site-directed mutagenesis.Single gene shufflinglibrary of point mutantsFamily gene shufflinglibrary of chime
5、rasGenerating chimeras with crossovers of large blocks of sequencesX XXX X XX X XX X XXX X XX XX XXX XX X X XX X XXX XX XXX XX X X XX X XXX X XX X XX XXX XXX X X X X X XX X Fragment Reassemble Select bestwith DNAseI fragments recombinantsRepeat for multiple cyclesHow DNA shuffling works-3DNA 重组装的过程随机引物PCR和重组装交错延伸PCR突变法磷脂酶热稳定催化活性的分子进化（Jae Kwang Song等，2000）DNA Shuffling技术的应用枯草杆菌蛋白酶E热稳定性的分子进化（Huimin Zhao等，等，1999）进化后的枯草杆菌蛋白酶E正面反面耐热p-硝基苯酯酶的分子进化(Lori Giver等，1998）-葡糖苷酶耐热性的提高(Mar a Jesu s Arrizubieta等，2000）
