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

　　

　　腸道微生物群落與人類健康息息相關(guān)，在人體免疫系統(tǒng)、代謝性疾病以及病原感染過程中發(fā)揮著重要作用。然而，由于許多腸道微生物不能進(jìn)行遺傳改造和基因編輯，導(dǎo)致許多工作仍停留于描述性研究階段，阻礙了人們對(duì)腸道菌群與疾病間因果關(guān)系和分子機(jī)制的深入了解。通用、高效、實(shí)用的遺傳操作技術(shù)，對(duì)于“馴服”利用腸道菌群、闡明宿主－菌群互作的因果機(jī)制、開發(fā)基于菌群工程的新型療法至關(guān)重要。該論文全面系統(tǒng)地總結(jié)了開發(fā)腸道菌群遺傳操作工具的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和挑戰(zhàn)，歸納比較了對(duì)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(xiàn)出的新型遺傳改造方法，例如轉(zhuǎn)座子靶向插入技術(shù)、CRISPR-Cas基因編輯技術(shù)、質(zhì)粒DNA接合導(dǎo)入技術(shù)、合成基因表達(dá)等新型通用技術(shù)。該論文進(jìn)一步闡述了遺傳操作和基因研究在宿主－菌群互作機(jī)制研究，以及在重要人類疾病（如癌癥和代謝性疾病）治療中的應(yīng)用實(shí)例和思路，提出了未來建立腸道細(xì)菌通用基因編輯技術(shù)的契機(jī)和展望。

　　

圖例：人體腸道細(xì)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(lián)合培養(yǎng)研究生陳梓瀅為論文第一作者，該工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、上海市科技重大專項(xiàng)、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人等項(xiàng)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(tǒng)生物學(xué)研究組（負(fù)責(zé)人：晁彥杰研究員）以人體重要病原細(xì)菌和腸道共生菌為研究對(duì)象（如沙門氏桿菌、肺炎克雷伯菌等），利用獨(dú)特的高通量測(cè)序技術(shù)和功能基因組研究方法，分析細(xì)菌與宿主在不同生理或病理?xiàng)l件下的轉(zhuǎn)錄組RNA變化和關(guān)鍵功能基因，鑒定新型的非編碼小RNA、RNA結(jié)合蛋白和微型小蛋白，加深對(duì)微生物致病性、持留耐藥、宿主互作和共生機(jī)制的認(rèn)識(shí)，推動(dòng)新型抗菌藥物與疫苗的研究開發(fā)。