近日,上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、微生物代謝國家重點實驗室鐘建江教授、肖晗副研究員等科研人員成功精準(zhǔn)編輯了靈芝酸生物合成的CYP功能基因,在國際上率先建立了蘑菇真菌功能基因精確編輯的技術(shù)平臺。最新研究成果以“CRISPR-Cas9 assisted functional gene editing in the mushroom Ganoderma lucidum”為題在線發(fā)表在Applied Microbiology and Biotechnology雜志上。上海交通大學(xué)博士研究生王平安為論文第一作者,肖晗副研究員和鐘建江教授為共同通訊作者。
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蘑菇真菌種類多,自古以來藥食兩用,其代謝產(chǎn)物具有多種重要生物活性。但是,該類微生物的功能基因鑒定與表征、代謝工程改造等大幅落后于動植物、細(xì)菌和低等真菌等其它物種,其主要原因是缺乏有效的基因編輯平臺技術(shù)。鐘建江教授、肖晗副研究員等科研人員近五年來致力于我國名貴蘑菇真菌--靈芝的基因編輯技術(shù)的研究,在2017年率先報道了基于CRISPR-Cas9系統(tǒng)的ura3標(biāo)記基因的敲除(Qin et al. Process Biochem 56: 57-61, 2017)。
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該團隊利用靈芝內(nèi)源u6基因啟動子和有自我切割功能的核酶HDV,構(gòu)建了一個有效的CRISPR-Cas9系統(tǒng),實現(xiàn)gRNA的體內(nèi)轉(zhuǎn)錄,大幅提升了標(biāo)記基因ura3的編輯效率。進而成功編輯了靈芝酸生物合成途徑中重要的細(xì)胞色素P450基因cyp5150l8。測序結(jié)果表明cyp5150l8中斷菌株發(fā)生了和供體一致的變化。此外,該系統(tǒng)還中斷了和角鯊烯型三萜合成相關(guān)的cyp505d13。研究建立的CRISPR-Cas9編輯系統(tǒng)有利于靈芝等蘑菇真菌的分子育種以及其它應(yīng)用。
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該研究獲科技部(No. 2018YFA0901904)、國家自然科學(xué)基金委(nos. 31770037 & 31971344)和上海市科委(nos.17ZR1448900 & 18ZR1420300)等項目的資助。
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原文鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s00253-019-10298-z
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