楊晟研究組題為“CRISPR-Cpf1assistedgenomeeditingofCorynebacteriumglutamicum”的研究成果，發(fā)現(xiàn)新兇手弗蘭西斯菌來源的Cas效應(yīng)蛋白(FnCpf1)與谷氨酸棒桿菌適配，而SpCas9則表現(xiàn)出對谷氨酸棒桿菌的毒性，并建立了高效的谷氨酸棒桿菌CRISPR-Cpf1基因組編輯系統(tǒng)。
CRISPR-Cas是當(dāng)前最強有力的基因組編輯技術(shù)。基于化膿鏈球菌來源的Cas效應(yīng)蛋白（SpCas9）最初被開發(fā)為人類細胞的基因組編輯工具，隨后被適配到各個物種細胞中,被認為是“戰(zhàn)無不勝攻無不克”的Cas效應(yīng)蛋白。但在谷氨酸棒桿菌這一最重要的氨基酸生產(chǎn)菌株中，SpCas9卻難以適配應(yīng)用。
楊晟研究組開發(fā)的這套CRISPR-Cpf1基因組編輯方法，結(jié)合單鏈重組系統(tǒng)實現(xiàn)了基因組精細修改，最高效率達到100%；亦可實現(xiàn)大片段缺失和插入，將原先每輪一周的基因組編輯操作縮短到3天。以L-脯氨酸合成代謝關(guān)鍵酶γ-谷氨酰激酶的149位甘氨酸為例，應(yīng)用CRISPR-Cpf1基因組編輯系統(tǒng)對其實施原位飽和點突變，可成功篩選獲得抗L-脯氨酸反饋抑制的高產(chǎn)菌株。
該研究工作得到了國家973項目、上海市優(yōu)秀學(xué)科帶頭人計劃資助。中科院植物生理生態(tài)研究所蔣宇博士為第一作者，中科院上海有機化學(xué)研究所王任小研究組協(xié)助進行了γ-谷氨酰激酶的分子模建。