环介导等温扩增（LAMP）是一种简单而高效的DNA扩增检测方法，以其特异性强、灵敏度高、快速、准确、简单等特点，在疾病诊断、转基因食品检测等分子POCT领域应用越来越广泛。LAMP技术核心酶——Bst DNA聚合酶的性质，包括活性、链置换能力和热稳定性，在LAMP技术的反应速度和准确性方面起着决定性的作用。
苏州医工所马富强团队长期致力于酶分子改造及超高通量酶筛选技术，搭建了荧光激活微液滴分选（FADS）平台。基于液滴微流控技术，该平台能够在单细胞水平上筛选大型突变文库，每天的筛选通量超过1000万个突变体。基于该平台，科研人员设计了基于荧光激活的单细胞微流控Bst DNA聚合酶超高通量的筛选方案，首次将超高通量微液滴筛选技术应用到Bst DNA聚合酶的进化中，成功筛选出高活性突变体，并且应用到LAMP体系中，极大地缩短了LAMP反应的出峰时间，提高了酶的热稳定性，实现了酶的长期保存，从而实现了从野生型酶到有应用价值的商品酶的跨越，也充分展示了FADS技术在分子酶高效进化中的巨大潜力。
图1. 马富强团队的FADS超高通量酶筛选平台 图2. Bst DNA聚合酶FADS分子改造示意图 图3. FADS系统的建立和筛选过程
相关研究成果以“FADS-Based Directed Evolution of a Robust Bst DNA Polymerase Adapting High-Temperature Loop-Mediated Isothermal Amplification (HT-LAMP)”为题，发表在生物催化领域的顶级期刊ACS Catalysis上（中国科学院1区TOP）。苏州医工所李晓、翌圣生物唐琼卫博士为该论文第一作者，马富强研究员、尹焕才研究员和刘想博士为通讯作者，该研究得到了国家重点研发计划、中国科学院青年创新促进会、江苏省社发项目、山东省重点研发计划、苏州市基础研发试点项目等多个国家级、省部级项目的支持。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscatal.4c07614
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