CRISPR/Cas基因组编辑技术在丝状真菌次级代谢产物合成中的应用

Application of CRISPR/Cas genome editing technology in the synthesis of secondary metabolites of filamentous fungi

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摘要丝状真菌能够合成抗生素、色素、酶制剂、激素等多种天然产物,广泛应用于医药、化工、农业和基础生物学研究等领域.丝状真菌遗传背景复杂,阻碍了对其的进一步开发利用.基因组编辑是基于核酸酶对基因组位点特异性序列进行靶向切割,产生双链断裂,从而通过非同源末端连接或同源重组进行修复的技术.其中,CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)系统是目前使用最普遍的基因组编辑技术,已在丝状真菌遗传育种、基因改造和多种天然产物合成等方面进行了大量应用.本文总结了丝状真菌CRISPR/Cas的技术原理、元件表达、递送方式及该系统在次级代谢产物等研究中的应用.对于脱靶效应以及转化率低的问题,本文讨论了可能的解决方法.在此基础上,展望了基于CRISPR/Cas的基因组编辑技术在真菌基因功能表征、天然产物合成代谢途径解析与重构、高效丝状真菌底盘细胞构建、天然产物合成等方面的应用.