生科院建立高效谷氨酸棒杆菌CRISPRCpf1基因组编辑系统

　　5月4日，《自然-通讯》（Nature Communications）发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所合成生物学重点实验室杨晟研究组题为CRISPR-Cpf1 assisted genome editing of Corynebacterium glutamicum 的研究成果，发现新凶手弗兰西斯菌来源的Cas效应蛋白(FnCpf1)与谷氨酸棒杆菌适配，而SpCas9则表现出对谷氨酸棒杆菌的毒性，并建立了高效的谷氨酸棒杆菌CRISPR-Cpf1基因组编辑系统。

　　CRISPR-Cas是当前最强有力的基因组编辑技术。基于化脓链球菌来源的Cas效应蛋白（SpCas9）最初被开发为人类细胞的基因组编辑工具，随后被适配到各个物种细胞中，被认为是“战无不胜攻无不克”的Cas效应蛋白。但在谷氨酸棒杆菌这一最重要的氨基酸生产菌株中，SpCas9却难以适配应用。

　　杨晟研究组开发的这套CRISPR-Cpf1基因组编辑方法，结合单链重组系统实现了基因组精细修改，最高效率达到100%；亦可实现大片段缺失和插入，将原先每轮一周的基因组编辑操作缩短到3天。以L-脯氨酸合成代谢关键酶γ-谷氨酰激酶的149位甘氨酸为例，应用CRISPR-Cpf1基因组编辑系统对其实施原位饱和点突变，可成功筛选获得抗L-脯氨酸反馈抑制的高产菌株。

　　该研究工作得到了国家“973”项目、上海市优秀学科带头人计划资助。植生生态所博士蒋宇为第一作者，中科院上海有机化学研究所王任小研究组协助进行了γ-谷氨酰激酶的分子模建。