Trends in Microbiology｜晁彥杰課題組合作闡釋腸道細菌的遺傳改造技術進展與臨床應用

　　10月11日，中國科學院上海免疫與感染研究所晁彥杰課題組與復旦大學馬延磊課題組合作在國際學術期刊Trends in Microbiology正式發表了題為Decoding the microbiome: advances in genetic manipulation for gut bacteria的綜述論文。該論文系統性梳理了腸道細菌遺傳改造的最新進展和挑戰，以及腸道工程細菌在人類重大疾病中的應用價值與前景。

　　

　　腸道微生物群落與人類健康息息相關，在人體免疫系統、代謝性疾病以及病原感染過程中發揮著重要作用。然而，由于許多腸道微生物不能進行遺傳改造和基因編輯，導致許多工作仍停留于描述性研究階段，阻礙了人們對腸道菌群與疾病間因果關系和分子機制的深入了解。通用、高效、實用的遺傳操作技術，對于“馴服”利用腸道菌群、闡明宿主－菌群互作的因果機制、開發基于菌群工程的新型療法至關重要。該論文全面系統地總結了開發腸道菌群遺傳操作工具的關鍵節點和挑戰，歸納比較了對腸道模式與非模式菌株的基因研究手段，詳盡闡述了近年來涌現出的新型遺傳改造方法，例如轉座子靶向插入技術、CRISPR-Cas基因編輯技術、質粒DNA接合導入技術、合成基因表達等新型通用技術。該論文進一步闡述了遺傳操作和基因研究在宿主－菌群互作機制研究，以及在重要人類疾?。ㄈ绨┌Y和代謝性疾?。┲委熤械膽脤嵗退悸?，提出了未來建立腸道細菌通用基因編輯技術的契機和展望。

　　

圖例：人體腸道細菌的遺傳改造與基因編輯策略 

　　晁彥杰研究員與馬延磊教授為該篇論文的共同通訊作者，聯合培養研究生陳梓瀅為論文第一作者，該工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、上海市科技重大專項、上海市優秀學術帶頭人等項目的支持。

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.tim.2023.05.007

　　研究組介紹：

　　微生物RNA系統生物學研究組（負責人：晁彥杰研究員）以人體重要病原細菌和腸道共生菌為研究對象（如沙門氏桿菌、肺炎克雷伯菌等），利用獨特的高通量測序技術和功能基因組研究方法，分析細菌與宿主在不同生理或病理條件下的轉錄組RNA變化和關鍵功能基因，鑒定新型的非編碼小RNA、RNA結合蛋白和微型小蛋白，加深對微生物致病性、持留耐藥、宿主互作和共生機制的認識，推動新型抗菌藥物與疫苗的研究開發。