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中科院微生物研究所研发了一种删除梭菌基因的新方法，为解决梭菌难以通过双交换同源重组来删除基因的问题提出了新的策略。这一研究研究成果公布在PLoS ONE上。
生物通报道：来自中科院的消息，中科院微生物研究所研发了一种删除梭菌基因的新方法，为解决梭菌难以通过双交换同源重组来删除基因的问题提出了新的策略。这一研究研究成果公布在PLoS ONE上。
这项研究由中科院微生物研究所李寅研究员领导完成，李寅研究员早年毕业于无锡轻工大学，2006年入选中国科学院“****”，任微生物研究所研究员、博士生导师。文章的第一作者是贾开志博士。
梭菌(Clostridium)是一类与人类关系非常密切的细菌。其中既有许多致病菌，如产生外毒素的破伤风梭菌和肉毒梭菌等；也有一些具有重要工业应用价值或潜力的梭菌，如丙酮丁醇梭菌和热纤梭菌等。
基因失活或基因删除是细菌功能基因组学研究的基本手段。近年来，基于乳酸乳球菌II型内含子剪切机制开发的梭菌内含子系统，显著提高了梭菌基因插入失活的效率。但若要在梭菌中通过双交换同源重组来删除基因，仍然非常困难，鲜有成功案例。
在这篇文章中，研究人员受到II型内含子可高效插入梭菌基因组的启发，设计了一个将逆转录转座与同源重组结合起来的基因删除策略。这一策略的第一步是在II型内含子的下游引入与拟删除基因上游同源的一段序列（简称为同源序列）；第二步是通过逆转录转座作用，将携带有同源序列的II型内含子插入梭菌基因组；第三步是筛选单交换同源重组的基因型，获得目标基因、操纵元或基因簇得以删除的突变株。
采用这一新策略，研究人员对位于丙酮丁醇梭菌染色体及大质粒上的两个操纵元进行了有效删除。他们将这一策略称为“II型内含子锚定的基因删除”——通过II型内含子的高效逆转录转座作用，增加了II型内含子携带的同源序列与基因组DNA发生同源重组的可能性。理论上，只要能够应用II型内含子插入失活系统的梭菌（甚至其他细菌），都可以采用这一策略来实现基因删除。
原文摘要：
Group II Intron-Anchored Gene Deletion in Clostridium
Clostridium plays an important role in commercial and medical use, for which targeted gene deletion is difficult. We proposed an intron-anchored gene deletion approach for Clostridium, which combines the advantage of the group II intron “ClosTron” system and homologous recombination. In this approach, an intron carrying a fragment homologous to upstream or downstream of the target site was first inserted into the genome by retrotransposition, followed by homologous recombination, resulting in gene deletion. A functional unknown operon CAC1493–1494 located in the chromosome, and an operon ctfAB located in the megaplasmid of C. acetobutylicum DSM1731 were successfully deleted by using this approach, without leaving antibiotic marker in the genome. We therefore propose this approach can be used for targeted gene deletion in Clostridium. This approach might also be applicable for gene deletion in other bacterial species if group II intron retrotransposition system is established.
作者简介：
李寅
1974年6月出生于上海市
博士，研究员，博士生导师
中国科学院“****”入选者
主要履历及经历
1991-1995 无锡轻工大学，发酵工程专业，学士
1995-2000 无锡轻工大学，发酵工程专业，博士
2000-2001 江南大学生物工程学院，讲师
2001-2002 荷兰Wageningen Centre for Food Sciences，NIZO Food Research，博士后
2003-2004 江南大学生物工程学院，副教授
2004-2006 爱尔兰University College Cork，Research Officer
2006- 入选中国科学院“****”，中国科学院微生物研究所研究员、博士生导师
2007.6-2008.6 中国科学院微生物研究所，能源与工业生物技术中心主任
主要研究领域
研究方向为工业微生物分子生理学和系统生物技术，主要研究内容包括：
1、分子生理学和代谢工程。以乳酸菌及嗜酸、嗜碱、耐溶剂微生物为模型，利用基因组学和功能基因组学技术进行分子生理学研究，理解这些微生物过量合成大宗化学品的分子基础和调控机制，并在此基础上设计新的代谢工程策略，对微生物进行系统生物技术改造，实现大宗化学品的经济、绿色生产。
2、支撑系统生物技术的方法学。发展重要生物基化学品产生菌的高通量筛选方法，新型原核微生物遗传操作系统和基因组规模突变技术，不同水平(DNA、RNA、蛋白质、代谢物、代谢通量)组学数据的整合方法学，以及基因组规模代谢模型的构建及生物学功能预测方法。
承担课题
国家自然科学基金“谷胱甘肽合成能力在微生物适应非适宜生境中的生理作用”（2009-2011），负责人
中国科学院知识创新工程重大项目“纤维素乙醇的高温发酵和生物炼制”课题3“高温乙醇菌的系统生物技术改造”（2008-2012），负责人
壳牌石油公司委托研究项目“新型生物燃料”，负责人
DSM公司委托研究项目“新型生物基化学品”，负责人
863计划目标导向专题课题“丁醇生物制造的关键技术”(2006-2008)，负责人
中国科学院知识创新工程重要方向项目“聚合级手性乳酸生物制造的关键技术”(2006-2009)，负责人
973计划项目“生物炼制细胞工厂的科学基础”(2007-2012)，子课题负责人
已完成课题
国家外国专家局引智项目“纤维素乙醇的生物炼制”，2007-2008，负责人
国家自然科学基金“乳酸乳球菌中谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽过氧化物酶的生理功能”(2004-2006)，负责人
江苏省自然科学基金“多重维生素营养缺陷型球拟酵母中的能量代谢”(2002-2004)，负责人
获得荣誉
2006年国家科技进步二等奖
2006年中国科学院“****”
2004年教育部提名国家科技进步二等奖
2003年中国石油与化学工业技术发明一等奖
2003年江苏省科技进步二等奖
2000年无锡市十大杰出青年
学术兼职
中国科学院青岛生物能源与过程研究所(筹)，学术委员会副主任(2007.9-)
《生物工程学报》，副主编(2007.9-)
中国科技大学，兼职博士生导师(2007.4-)
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