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CRISPR/Cas12a 介导的光合细菌荚膜红细菌基因组工程。

CRISPR/Cas12a-mediated genome engineering in the photosynthetic bacterium Rhodobacter capsulatus.

机构信息

State Key Laboratory of Cellular Stress Biology, Innovation Center for Cell Signaling Network, School of Life Sciences, Xiamen University, Fujian, 361102, China.

出版信息

Microb Biotechnol. 2021 Nov;14(6):2700-2710. doi: 10.1111/1751-7915.13805. Epub 2021 Mar 27.

DOI:10.1111/1751-7915.13805
PMID:33773050
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8601187/
Abstract

Purple non-sulfur photosynthetic bacteria (PNSB) such as Rhodobacter capsulatus serve as a versatile platform for fundamental studies and various biotechnological applications. In this study, we sought to develop the class II RNA-guided CRISPR/Cas12a system from Francisella novicida for genome editing and transcriptional regulation in R. capsulatus. Template-free disruption method mediated by CRISPR/Cas12a reached ˜ 90% editing efficiency when targeting ccoO or nifH gene. When both genes were simultaneously edited, the multiplex editing efficiency reached > 63%. In addition, CRISPR interference (CRISPRi) using deactivated Cas12a was also evaluated using reporter genes egfp and lacZ, and the transcriptional repression efficiency reached ˜ 80%. In summary, our work represents the first report to develop CRISPR/Cas12a-mediated genome editing and transcriptional regulation in R. capsulatus, which would greatly accelerate PNSB-related researches.

摘要

紫色非硫光合细菌(PNSB)如荚膜红细菌可用作基础研究和各种生物技术应用的多功能平台。在本研究中,我们试图从弗朗西斯氏菌属中开发出 II 类 RNA 指导的 CRISPR/Cas12a 系统,用于荚膜红细菌的基因组编辑和转录调控。当靶向 ccoO 或 nifH 基因时,由 CRISPR/Cas12a 介导的无模板破坏方法达到了约 90%的编辑效率。当同时编辑两个基因时,多重编辑效率达到>63%。此外,还使用失活 Cas12a 的 CRISPR 干扰(CRISPRi)评估了报告基因 egfp 和 lacZ 的转录抑制效率,转录抑制效率达到约 80%。总之,我们的工作首次报道了在荚膜红细菌中开发 CRISPR/Cas12a 介导的基因组编辑和转录调控,这将极大地加速 PNSB 相关研究。

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