A CRISPR/Anti-CRISPR Genome Editing Approach Underlines the Synergy of Butanol Dehydrogenases in Clostridium acetobutylicum DSM 792

CRISPR / Anti-CRISPR基因组编辑方法探索丙酮丁醇梭菌DSM 792中丁醇脱氢酶的作用

IF：4

期刊：AEM

摘要：

尽管丙酮丁醇梭菌是研究丙酮-丁醇-乙醇（ABE）发酵的模型生物，但由于缺乏有效的基因组编辑工具，其表征长期受到阻碍。乙醇脱氢酶对这种细菌中溶剂生成的贡献主要是通过产生单基因缺失菌株来研究的。在这项研究中，使用最近开发的CRISPR-Cas9工具迭代删除了位于DSM 792参考菌株染色体上的三个丁醇脱氢酶编码基因，该工具通过使用抗CRISPR蛋白编码基因acrIIA4进行了改进。尽管以前的文献表明bdhA，bdhB或bdhC均失活只有在中等应变的影响，这项研究表明，两者的清洁缺失bdhA和bdhB严重受损溶剂生产和三突变的Δ bdhA Δ bdhB Δ BDHC被更加受到影响。补充实验证实了这些酶的关键作用以及每个bdh复制品在三重缺失菌株中完全恢复有效ABE发酵的能力。本实验为丙酮丁醇梭菌开发了一种基于以前的两质粒系统的高效CRISPR-Cas9编辑工具，用于研究溶剂生成过程中染色体丁醇脱氢酶基因的作用。由于诱导型启动子控制了cas9表达以及抗CRISPR蛋白控制了cas9指导RNA（gRNA）复合物的活性，因此这种遗传工具可以对该细菌的基因组进行相对快速，精确，无标记和迭代的修饰，并且有可能其他细菌种类。例如，然后构建无疤突变体，其中通过发酵测定法对多达三个编码乙醇脱氢酶的基因进行了灭活。获得的结果表明丙酮丁醇梭菌（C. acetobutylicum），除了众所周知的AdhE1以外的其他酶，对于醇的合成以及更有效地进行有效的溶剂生成至关重要。