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基因编辑技术与CRISPER进化艺术

讲座编号:jz-yjsb-2021-y020

讲座题目:基因编辑技术与CRISPER进化艺术

主 讲 人:李明 研究员 中国科学院微生物研究所

讲座时间:20210603(星期10:00

讲座地点:东区8号楼109会议室

参加对象:食品与健康学院研究生

主办单位:食品与健康学院、研究生院

主讲人简介:

李明,中国科学院微生物研究所研究员,青年课题组长。课题组一方面围绕CRISPR-Cas、毒素-抗毒素、原核Argonaute等微生物免疫系统,通过解析其复杂多样的分子机制系统认知微生物的病毒防御体系,并通过发掘其中蕴藏的特异性分子元件促进基因编辑等分子工具的创新;另一方面,反过来促进CRISPR等新一代基因编辑技术在微生物领域的应用,面向重要工业微生物个性化的遗传改造需求,开发定制的、高效的微生物基因组编辑技术。以第一/通讯作者发表Science、Nucleic Acids Research、Cell Reports等学术论文十余篇,获得2020年国家优秀青年科学基金资助。

主讲内容:

本次讲座的主要内容为2021年度李明研究员以第一作者和并列第一通讯作者发表在Science上的最新研究突破。CRISPR-Cas系统在微生物基因组中稳定性维持是其抗病毒功能实现的关键基础。一方面,CRISPR-Cas系统具有自我免疫的风险,并可能阻碍有益外源基因的获取,因此可对宿主细胞造成适合度代价(fitness cost)而可能在进化过程中频繁丢失。另一方面,微生物宿主与其病毒的军备竞赛中,CRISPR-Cas系统也会成为病毒反攻(Anti-CRISPR)的目标而丧失功能。面对多重的进化压力和适应性挑战,CRISPR-Cas系统为何能在微生物中广泛存在(存在于约90%的古菌和40%细菌中)并发挥其功能?在微生物宿主基因组中是否存在一类保护CRISPR-Cas功能但至今尚未被揭示的暗物质?这是科学家长期关注而又未能充分认识的前沿科学问题。

2021年Science长文发表微生物所向华/李明团队揭示护卫CRISPR-Cas的全新毒素-抗毒素RNA系统,在全世界范围内首次揭示保护CRISPR-Cas系统的暗物质,是我国科学家在世界范围内首先取得的最新科研突破,标志着我国科研人员研究工作在相关基础科研领域的引领作用。