来源：Nature Microbio

相关研究成果已于2026年5月1日发表在国际顶级期刊《Nature Microbio》上，该研究由NUS生物化学系及杨潞龄医学院合成生物学临床与技术创新项目的Julius Fredens助理教授领衔开展。

LySE平台核心设计

在微生物定向进化技术领域，传统研究一直面临两难选择，要么采用速度缓慢但高度可控的进化方法，要么选择速度极快却无法精准把控的连续进化方法，二者难以兼顾。

而LySE平台的核心研发目标，就是打造出兼具快速进化能力与精准调控能力的新型系统，实现长片段生物通路的高效优化，同时有效规避意外基因错误的产生。

LySE平台的一大核心创新是借助改造后的T7噬菌体彻底绕开了传统技术难以解决的问题，T7噬菌体本身复制速度极快，能在短时间内裂解细菌细胞。

LySE 通过裂解和转导的循环来进化基因簇。

来源：Nature Microbio

研究人员对其进行重编程改造后，使其在产生新病毒颗粒时，能同步包装携带目标基因簇的噬粒，为基因簇的批量突变奠定基础。

平台的另一大核心创新，在于使用了经过特殊改造的易错DNA复制酶，也就是T7 DNA聚合酶。

超诱变性T7 DNA聚合酶变体的工程化构建与表征。

来源：Nature Microbio

与精准复制DNA的正常聚合酶不同，这种改造后的聚合酶具备“故意马虎”的特性，其复制错误率比细菌自身DNA复制系统高出约16万倍，能快速产生大量基因突变，为优质基因变体的筛选提供充足样本。

而这种高错误率也恰好实现了系统的可控性，因为聚合酶在突变目标基因的同时，也会干扰病毒自身DNA，导致噬菌体活性减弱，无法失控传播。

通过调节感染复数实现噬粒的连续裂解循环。

来源：Nature Microbio

研究人员只需调整噬菌体与细菌的比例，就能自由切换突变阶段与选择阶段，实现对整个进化过程的精准把控。

技术突破与未来应用前景

相较于现有基于噬菌体的进化技术，LySE平台实现了跨越式升级，其可优化的DNA片段长度可达约4万个DNA字母，是传统技术极限的五倍，彻底打破了长片段基因簇难以快速进化的技术壁垒。

同时，该技术操作门槛极低，仅需借助标准实验室设备，即便没有专业噬菌体生物学研究背景的实验室，也能顺利运用该技术开展研究，目前这项LySE技术已经成功申请专利。

从应用场景来看，LySE平台的价值远不止于塑料降解领域，它为合成生物学的多元化发展打开了全新大门：

在环境治理方面，可进一步优化微生物降解通路，助力土壤、水体中各类环境污染物的高效分解；

在生物医药领域，能够加速药物生物合成通路的优化进程，提升药物生产效率与品质；

在碳捕获与低碳环保领域，更是可以助力人工合成代谢途径的优化。

展望未来，研究团队将聚焦完全人工合成的全新生物系统，持续深挖LySE平台的应用潜力，着力优化AI设计的新型酶与代谢途径。

该技术让更多原本仅存在于计算层面的生物功能，在活细胞中实现高效运转，推动工程化全新生物学领域的快速发展，为应对全球环境危机、推动生物制造产业升级提供强有力的技术支撑。