小小“平板”让生物元件进化更快更高效
为验证S PACE系统的有效性，研究团队利用SPACE系统进行了多组并列进化实验。经过定量实验表征，得到了相比于原始聚合酶，识别目标启动子能力最高可达原来的900倍以上的突变体。通过同时进行的大量进化实验，也让研究团队获得了一个已定量表征活性的聚合酶突变体库，从中能够得到聚合酶不同的基因突变信息和活性变化数据，这将为后续聚合酶序列 －功能相关的机理研究提供重要的依据。
在已有连续定向进化方法的基础上，该项研究通过实验与模型模拟相结合的方式定量揭示了宿主细菌的空间迁移运动能力对噬菌体进化的作用规律，在此基础上利用空间维度发展了蛋白质等生物分子的新型连续定向进化方法，是定量合成生物学全新研究范式的重要范例。
当前，可用的生物元件匮乏成为了合成生物学研究中亟待解决的关键问题， SPACE系统可以在普通实验室中实现生物元件的大规模平行进化改造，有望为合成生物学在化工、农业、医疗等领域的应用提供丰富的元件库储备。同时，细菌空间迁移运动对噬菌体进化的作用规律，也将对于研究更高等的生物，如昆虫、鸟类的迁徙对其携带的可能影响人类健康的病毒如何进化这类生态学理论或调查研究，提供参考和示范。
图说：空间噬菌体辅助连续进化系统（SPACE系统）的应用展望示意图
来源：研究团队供图