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新研究揭示了细菌新型DNA损伤修复系统的工作规律
时间：2021-11-02 00:00:00 编辑： 点击：182次
近日，华中农业大学农业微生物学国家重点实验室暨湖北省洪山实验室彭楠教授课题组联合农业农村部沼气科学研究所何明雄研究院团队，揭示了细菌新型DNA损伤修复系统的工作规律，并结合细菌内源性CRISPR-Cas系统，建立了绿色生物制造重要底盘微生物运动发酵单胞菌和乳酸片球菌的高效基因组编辑工具。
运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis）是一种能够在厌氧条件下直接利用ED途径代谢糖类产生乙醇的细菌，具有乙醇发酵速率高、乙醇耐受性好及生物安全等特点，在生物燃料应用方面具有巨大的应用价值。课题组研究发现CRISPR-Cas系统造成的基因组DNA损伤会被微同源介导的连接途径（MMEJ）高效修复，并造成部分DNA缺失。而MMEJ系统修复CRISPR-Cas造成的移动元件损伤的效率很低，代表了一种切割后区别自己和异己DNA的识别模式。该成果作为封面文章发表在Journal of Genetics and Genomics杂志上（图1），我校王晓婕博士生为论文共同第一作者。
在此基础上，课题组利用内源性CRISPR-Cas系统和MMEJ途径开发了一种适用于运动发酵单胞菌进行快速基因组编辑和必需基因鉴定的工具。该工具只需要构建一个带有mini-CRISPR（Repeat-Spacer-Repeat）的自靶向质粒即可实现靶基因和长片段的敲除。此外，通过改造mini-CRISPR的第二个重复序列（Repeat）进一步提高了该工具的编辑效率。该成果发表在Biotechnology for Biofuels杂志上，我校隋欣博士生为论文第一作者。
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