CRISPR/Cas9基因组编辑技术及其在链霉菌中的应用

乔龙亮 庞建虎 党晨阳 黄海龙 朱鹏

（宁波大学海洋学院，宁波 315211）

链霉菌（Streptomyces）是革兰氏阳性放线菌，能产生大量具有重要价值的天然代谢产物，在工业生产和医疗方面有着重要地位。目前临床应用的抗生素约2/3来源于链霉菌属［1］，如杀虫药（阿维菌素和米尔贝霉素），抗菌素（红霉素和万古霉素），此外，该属菌株还可以产生抗肿瘤药（柔红霉素和博来霉素）及免疫抑制剂（FK506、FK520和雷帕霉素）等。目前对链霉菌代谢产物的研究多集中在抗生素领域，由于人类对抗生素的长期使用，从而出现大量多药耐药菌，为解决此问题，开发新的有效抗生素已成为当务之急［2-3］。链霉菌的全基因组测序显示链霉菌中存在许多隐性次级代谢产物生物合成基因簇（Cryptic secondary metabolite biosynthetic gene cluster，CSMG），在实验室条件下，它们多数处于沉默状态或者很低的表达水平，通过有效的分子操作方法来激活CSMG获得新抗生素类型已成为一个重要的研究方向［4］。

与模型菌株（如大肠杆菌和酿酒酵母）相比，链霉菌的遗传操作更加困难，部分原因是它们的基因组是目前原核生物中最大的，且基因组中GC含量极高。目前在链霉菌的遗传操作是十分有限的，主要分为有痕敲除方法和无痕敲除方法。早在2003年，Gust课题组［5］首次将λ-red重组系统应用于构建链霉菌敲除载体，但得到的目的菌株染色体上含有抗性筛选标记，不利于进行连续敲除。此后基于无痕敲除理念发展的位点特异性重组系统已经成为高通量遗传分析中有利和高效的手段，并得到广泛应用。……