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演化带来多样的序列，并为蛋白结构功能以及对环境的适应等方面带来重要的见解。但是自然界的演化是一个持续亿万年的漫长过程，并且样本受限，这就限制了对它的进一步挖掘[1]。
为此，加州大学欧文分校(University of
California, Irvine) Chang C. Liu等研究人员通过定向进化升级了一个 “正交” 的高突变基因复制系统-OrthoRep，可以把特定基因的突变速率提高100万倍（大约1.7 × 10−4 substitutions
per base)，并且均衡颠换(transversion)与转换(transition)突变频率[1]–[3]。
进一步，研究人员用这个系统“实验室演化”一个关键的代谢酶-TrpB，证明了该系统快速产生多样的“同源蛋白”的能力；并结合在这个演化过程中TrpB蛋白化学性质、突变模式、共突变网络等方面的变化解析了演化能够探索的“结构/功能域”，以及选择压对此的“塑造”[1]。
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利用升级的OrthoRep系统来对感兴趣的基因加速演化，帮助人们解析蛋白结构与功能的基本原理，以及实现需要的结构与功能的路径[1]。
该项工作2024年11月7日发表在Science[1]。
Comment(s):
后续或许还可以扩展到哺乳细胞系统，以及探索多蛋白的协同演化；基于ecDNA有望建立哺乳细胞的正交复制系统。
另外，进一步利用这种“实验室演化”过程产生的大量蛋白质序列、结构、功能等方面的数据可以帮助人们构建进一步的深度学习模型来预测蛋白结构和功能。
[1] G.
Rix et al., “Continuous evolution of user-defined genes at 1 million
times the genomic mutation rate,” Science (80-. )., vol. 386, no. 6722,
p. eadm9073, Nov. 2024, doi: 10.1126/science.adm9073.[2] R. S.
Molina et al., “In vivo hypermutation and continuous evolution.,” Nat.
Rev. Methods Prim., vol. 2, 2022, doi: 10.1038/s43586-022-00130-w.[3] A.
Ravikumar, A. Arrieta, and C. C. Liu, “An orthogonal DNA replication system in
yeast.,” Nat. Chem. Biol., vol. 10, no. 3, pp. 175–177, Mar. 2014, doi:
10.1038/nchembio.1439.https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm9073商务合作：mss@pku.edu.cn （要求：1. 过审核；2. 标题明确标注）
