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嗜熱毀絲霉是一種能夠快速降解纖維素和高產纖維素酶的工業絲狀真菌，其分泌的木質纖維素水解酶的種類和數量相當豐富，而且高溫穩定性好，因此該菌在纖維素酶生產和生物基燃料研發方面具有巨大的潛力。然而，目前針對嗜熱毀絲霉本身的遺傳改造技術研究較少，這極大限制了該工業真菌的應用。CRISPR/Cas9 系統作為一種新興的基因組編輯技術已經在一系列物種中成功應用，是基因組靶向修飾技術研究的新里程碑，但在嗜熱真菌中發展和利用該技術尚未有報道。因此，發展嗜熱毀絲霉 CRISPR/Cas9 編輯技術體系，不僅能夠極大促進對嗜熱真菌基因功能的研究，而且對嗜熱真菌代謝工程改造、發酵生產生物燃料和生物基化學品都有重要意義。

中國科學院天津工業生物技術研究所研究員田朝光帶領的微生物功能基因組研究團隊以嗜熱毀絲霉為研究對象，構建了基于 CRISPR/Cas9 的毀絲霉基因組編輯系統，采用自主挖掘的嗜熱毀絲霉 RNA polymerase III U6 啟動子，體內啟動相應 gRNA 的轉錄表達，用原生質體共轉化的方法將編輯系統和同源臂導入到嗜熱毀絲霉中（圖 1），不僅同源重組效率高，而且可以同時編輯多基因位點，其中雙基因缺失的同源重組效率為 61-69%，三基因的同源重組效率為 30%，四基因的同源重組效率為 21%。利用該體系對嗜熱毀絲霉纖維素酶分泌途徑進行多基因編輯，可以獲得纖維素酶蛋白分泌提高 5 倍的工程菌株（圖 2）。該技術體系在其他嗜熱真菌（比如異梭毀絲霉）中也具有通用性。

該研究得到國家自然科學基金等科技計劃資助，研究成果已申請中國，相關成果發表于期刊 Biotechnology for Biofuels，天津工生所副研究員劉倩為論文*作者。

論文檢索：Development of a genome-editing CRISPR/Cas9 system in thermophilic fungal Myceliophthora species and its application to hyper-cellulase production strain engineering.Biotechnology for Biofuels；DOI: 10.1186/s13068-016-0693-9

圖 1 CRISPR/Cas9 介導的毀絲霉基因編輯載體系統

圖 2 多基因編輯菌株纖維素酶蛋白分泌相對水平