CRISPR-Cas基因编辑技术在微生物组工程中的应用

微生物组工程是对复杂微生物群落进行改造,在基因组、代谢组及群落生态结构等多个层次上实现微生物组的精准调控.成簇规律间隔短回文序列(CRISPR)及其相关蛋白(CRISPR-Cas)系统是近期发展迅速的高效基因编辑工具.本文回顾了微生物组工程领域CRISPR-Cas系统的重要研究工作,重点关注CRISPR-Cas系统在微生物组的基因编辑和生态调控方面的应用.针对CRISPR-Cas系统在微生物组工程领域的应用挑战,本文从外源DNA递送方式和基因表达调控元件两个方面总结了微生物组工程的关键辅助方法与发展趋势,展望了微生物组工程领域所面临的挑战与机遇.

合成微生物群落研究进展

合成微生物群落属于合成生物学和微生物组学的交叉领域,是新兴的研究方向。合成微生物群落是人工合成的多个物种共培养的微生物体系,具有组成明确、可操控性高等特点,在研究微生物组的功能和生态机制方面有着明显的优势。本文将从以下几个方面介绍合成微生物群落的研究进展:①微生物群落生态学,包括微生物之间的相互作用、宿主和其他环境因素对群落结构的影响;②合成微生物群落的研究方法,围绕设计-构建-测试-学习循环;③合成微生物群落在多个领域的应用,包括人体疾病治疗、植物抗逆、工业生产、环境修复等多个领域。最后,提出了合成微生物群落领域有待解决的重要问题,包括如何构建可控和稳定的微生物互作网络、如何表征和控制微生物群落的空间结构以及如何精准地控制微生物群落的功能。