tRNA-gRNA阵列CRISPR/Cas9系统

多重编辑高效稳定

基于内源tRNA启动子的CRISPR/Cas9系统，首次在工业顶头孢霉菌株中实现一步三敲除及大片段删除，并显著提升头孢菌素C产量。

Chen, Zhen · Hong, Wei · Li, Yifan · 陶峰 · Ke, Xiang · 李旭 · Wang, Yongming · 杭海峰 · 田锡炜 · 储炬

ACS Synthetic Biology 2026

参数信息

单基因敲除效率

95.5 %

双位点敲除效率

50.0-83.3 %

三位点敲除效率

14.3 %

大片段删除长度

50.7 kb

大片段删除效率

100 %

头孢菌素C效价（过表达pcbAB后）

6.92 g/L

技术优势

单基因敲除效率高达95.5%

采用内源tRNAVal启动子，敲除效率显著高于常用异源启动子，确保大多数转化子即获得目标突变。

首次在工业菌株中实现三基因同时敲除

利用tRNA-gRNA阵列，无需供体DNA即可一步敲除三个基因，效率达14.3%，突破了工业菌株多重编辑的瓶颈。

大片段删除效率接近100%

可一步删除长达50.7-kb的基因簇，效率接近100%，使基因组精简和基因簇挖掘变得简单。

显著提高抗生素产量

过表达关键基因pcbAB使头孢菌素C效价从5.59 g/L提升至6.92 g/L，增幅23.8%，可直接用于高产菌株改造。

应用场景

• 真菌基因编辑工具开发：提供丝状真菌高效多重编辑的质粒系统，可直接用于基因功能研究。
• 工业微生物菌株改造：无需供体DNA即可在工业菌株中一步多敲除，大幅加速菌株改造。
• 代谢工程改造：可同时敲除竞争途径或过表达限速酶，快速优化代谢网络。
• 抗生素高产菌株构建：已实证过表达pcbAB提升CPC产量23.8%，可直接用于高产菌株构建。
• 大规模基因组功能研究：可实现96.7%的基因敲除和100%大片段删除，适合高通量功能筛选。