基于CRISPR系统对嗜热真菌基因组进行多轮编辑的研究

论文摘要

嗜热毁丝霉（Myceliophthora thermophila）是一种能够快速降解纤维素和高产纤维素酶的工业丝状真菌,其分泌的木质纤维素水解酶的种类和数量相当丰富,而且高温稳定性好,因此该菌在纤维素酶生产和生物基燃料研发方面具有巨大的潜力。然而,目前针对嗜热毁丝霉本身的遗传改造技术研究较少,这极大限制了该工业真菌的应用。2015年至2017年期间,我们课题组以嗜热毁丝霉（M. thermophila）为研究对象,先后建立了嗜热毁丝霉的遗传操作体系（Xu#and Li#et al., BMC Biotechnol, 2015, 15:35）和CRISPR/Cas9基因组编辑系统（Liu et al., Biotechnol Biofuels, 2017, 10:1）,该体系可高效、快速对多基因同时编辑（目前一次转化可以同时编辑5个靶基因）。近期,我们针对丝状真菌多基因（多达10个以上）遗传操作困难,且选择性标记基因非常少、难以进行多轮编辑的现实,利用前期构建的遗传操作体系和CRISPR-Cas9基因组编辑技术,建立了一种基于V型As Cas12a核酸酶的丝状真菌新型基因组编辑体系,通过CRISPR-Cas12a/Cas9系统对Marker基因进行去除编辑,实现筛选标记的回收和可循环的使用,我们将这种CRISPR-Cas-assisted marker recycling technology简称为Camr technology。我们以纤维素酶分泌途径的9个关键靶基因为例,通过Camr technology系统对嗜热毁丝霉基因组连续进行三轮操作,共计编辑了11个位点（9个靶标内源基因和2个选择性标记基因）,最终获得9M突变体菌株,能够显著提升木质纤维素降解能力和纤维素酶生产能力,其纤维素酶分泌水平提高9倍。我们研发的Camr technology成功解决了目前丝状真菌多基因（多于10个）的编辑困难和基因组被编辑后的工程菌无法进行多次编辑的问题,可以对丝状真菌基因组进行快速、高效、多轮的可循环操作编辑。该体系的成功研发,不仅能够极大促进对嗜热真菌基因功能的研究,而且对嗜热真菌代谢工程改造,发酵生产生物燃料和生物基化学品都有重要意义,部分研究结果目前已投稿国际期刊Biotechnol Biofuels。

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文章来源

类型: 国内会议

作者: 刘倩,张永利,李金根,田朝光

关键词: 嗜热真菌,嗜热毁丝霉,系统,多轮编辑,纤维素酶

来源: 多彩菌物 美丽中国——中国菌物学会2019年学术年会 2019-08-03

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学

单位: 中国科学院天津工业生物技术研究所

分类号: Q933

DOI: 10.26914/c.cnkihy.2019.002147

页码: 234

总页数: 1

文件大小: 783k

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