CRISPR/Cas9系統作為新一代基因組編輯技術，為生命科學的研究提供了革命性的工具，為生物技術在醫藥、農業、工業領域的應用迎來了新機遇。但是在很多真核生物中，由于缺乏向導RNA高效表達方法，CRISPR/Cas9系統的建立和應用受到很大制約。黑曲霉是一種重要的工業微生物，其產品檸檬酸、酶制劑等在食品、醫藥、化工等領域用途廣泛，然而目前仍然無法實現對黑曲霉的高效基因組編輯，限制了其工程應用潛力的發揮。

近日，中國科學院天津工業生物技術研究所研究員孫際賓帶領的系統生物學中心與研究員鄭平帶領的系統與合成生物技術研究團隊合作，首次在重要工業微生物黑曲霉中提出以核糖體5S rRNA基因為啟動子介導sgRNA的表達，開發了一種基于5S rRNA的新型高效的CRISPR/Cas9系統，使Cas9對黑曲霉基因組定點切割效率可達100%。以此建立了黑曲霉高效基因組編輯工具包，以40 bp的短同源臂供體DNA可以簡便地實現單位點、多位點的基因敲入以及長至48 kb的大片段DNA敲除等基因組精準編輯。該新型CRISPR/Cas9系統有效解決了黑曲霉sgRNA的活性表達問題，突破了黑曲霉基因組高效編輯的瓶頸，為認識黑曲霉工業潛力的生物學分子基礎，進一步提升其工業應用性能，開發新型細胞工廠和新產品提供了強有力的技術支撐。同時，由于核糖體5S rRNA的高度保守性，在任意生物中都可以快速找到其5S rRNA基因，基于5S rRNA的向導RNA表達策略的提出，為解決真核生物向導RNA表達難題、實現CRISPR/Cas9基因組編輯系統在各種真核生物的建立和應用開辟了普適性的新思路。

該研究得到國家自然科學基金青年與面上項目以及中科院國際人才計劃等項目的支持，相關研究成果已發表在期刊ACS Synthetic Biology上。天津工生所助理研究員鄭小梅為論文的第一作者。(世聯博研(Bioexcellence)世聯博研Bioexcellence）