Trends in Microbiology｜晁彦杰课题组合作阐释肠道细菌的遗传改造技术进展与临床应用

　　10月11日，中国科学院上海免疫与感染研究所晁彦杰课题组与复旦大学马延磊课题组合作在国际学术期刊Trends in Microbiology正式发表了题为Decoding the microbiome: advances in genetic manipulation for gut bacteria的综述论文。该论文系统性梳理了肠道细菌遗传改造的最新进展和挑战，以及肠道工程细菌在人类重大疾病中的应用价值与前景。

　　

　　肠道微生物群落与人类健康息息相关，在人体免疫系统、代谢性疾病以及病原感染过程中发挥着重要作用。然而，由于许多肠道微生物不能进行遗传改造和基因编辑，导致许多工作仍停留于描述性研究阶段，阻碍了人们对肠道菌群与疾病间因果关系和分子机制的深入了解。通用、高效、实用的遗传操作技术，对于“驯服”利用肠道菌群、阐明宿主－菌群互作的因果机制、开发基于菌群工程的新型疗法至关重要。该论文全面系统地总结了开发肠道菌群遗传操作工具的关键节点和挑战，归纳比较了对肠道模式与非模式菌株的基因研究手段，详尽阐述了近年来涌现出的新型遗传改造方法，例如转座子靶向插入技术、CRISPR-Cas基因编辑技术、质粒DNA接合导入技术、合成基因表达等新型通用技术。该论文进一步阐述了遗传操作和基因研究在宿主－菌群互作机制研究，以及在重要人类疾病（如癌症和代谢性疾病）治疗中的应用实例和思路，提出了未来建立肠道细菌通用基因编辑技术的契机和展望。

　　

图例：人体肠道细菌的遗传改造与基因编辑策略 

　　晁彦杰研究员与马延磊教授为该篇论文的共同通讯作者，联合培养研究生陈梓滢为论文第一作者，该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科技重大专项、上海市优秀学术带头人等项目的支持。

　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.tim.2023.05.007

　　研究组介绍：

　　微生物RNA系统生物学研究组（负责人：晁彦杰研究员）以人体重要病原细菌和肠道共生菌为研究对象（如沙门氏杆菌、肺炎克雷伯菌等），利用独特的高通量测序技术和功能基因组研究方法，分析细菌与宿主在不同生理或病理条件下的转录组RNA变化和关键功能基因，鉴定新型的非编码小RNA、RNA结合蛋白和微型小蛋白，加深对微生物致病性、持留耐药、宿主互作和共生机制的认识，推动新型抗菌药物与疫苗的研究开发。