天津工生所在基因组编辑方面取得新进展

工业微生物的基因组编辑技术是微生物代谢工程改造的研究基础和热点，CRISPR/Cas9系统的建立，极大促进了基因组编辑技术的发展。然而，在模式生物大肠杆菌中依然存在CRISPR/Cas9多基因同时编辑效率低的问题；同时，对于工业化应用潜力巨大的罗氏真养菌（Ralstonia eutropha），也缺乏有效的基因组编辑方法，这严重制约了对罗氏真养菌的深入研究。

近日，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员张学礼带领的微生物代谢工程研究团队和研究员毕昌昊带领的代谢工程与合成生物技术研究团队，在大肠杆菌中首次利用CRISPR/Cas9技术实现了四基因的同时高效编辑，两个基因、三个基因、四个基因同时编辑效率分别达到100%、90%、40%。相关成果已发表于Biotechnology Journal，天津工生所助理研究员赵东东和硕士研究生冯旭为论文第一作者。

此外，该研究团队在罗氏真养菌中也构建了高效的基因组编辑方法。通过敲除罗氏真养菌限制修饰系统中的限制性内切酶基因，将菌株转化效率提高了三个数量级，同时利用CRISPR-Cas9介导的同源重组（HR），使基因编辑效率达到78.3-100%。该技术攻克了罗氏真养菌基因组编辑的技术瓶颈，提供了该菌株遗传改造的新方法，为该菌的工业化应用奠定了基础。相关成果已发表于期刊Biotechnology for Biofuels，天津工生所博士研究生熊斌为论文第一作者。

相关研究得到国家“863”计划（2015AA020202）、天津市科技支撑计划重点项目（14ZCZDSY00067）和中科院重点部署项目（ZDRW-ZS-2016-3）的支持。

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罗氏真养菌基因组编辑示意图

单基因编辑电泳图