开发了一种CRISPR-Cpf1与内源性重组酶协同平台，用于在谷氨酸棒状杆菌S9114中过量生产N-乙酰葡萄糖胺

《Systems Microbiology and Biomanufacturing》：Development of a CRISPR-Cpf1 and endogenous recombinase synergy platform for N-acetylglucosamine overproduction in Corynebacterium glutamicum S9114

基于CRISPR-Cpf1系统整合Corynebacterium aurimucosum重组酶CauR，构建了高效基因编辑平台，使Corynebacterium glutamicum S9114的基因敲除效率达77%。通过优化同源臂长度、诱导剂浓度及培养条件，该平台成功应用于GlcNAc生物合成体系重构，实现141.2 g/L的GlcNAc产量和1.88 g/(L·h)的生产速率。该技术为非模式菌株基因编辑提供了新范式。

　　

摘要

Corynebacterium glutamicum S9114是一种具有增强型谷氨酸生物合成能力的非模式菌株，是生产谷氨酰胺衍生物化合物的理想微生物底盘。然而，现有的基因编辑平台在该菌株上的效率和适应性有限。因此，建立一种更高效、更具适应性的基因编辑平台对于加速微生物细胞工厂的建设至关重要。本研究将内源性重组酶与CRISPR-Cpf1系统结合，开发出适用于C. glutamicum S9114的基因编辑平台。通过BLAST分析和重组效率评估，发现来自Corynebacterium aurimucosum的重组酶CauR在C. glutamicum S9114中的效率最高。随后将重组酶CauR与CRISPR-Cpf1系统结合构建了该编辑平台。通过系统优化Cpf1的表达水平、同源臂长度、诱导剂浓度及培养条件，实现了77%的基因敲除效率。该平台被用于构建能够通过减少中心碳代谢途径的流量并增强前体供应来高效合成-乙酰葡萄糖胺（GlcNAc）的微生物细胞工厂。在50升生物反应器中，GlcNAc的产量达到了141.2克/升，产率达到了1.88克/升·小时。本研究为C. glutamicum S9114建立了一种有效的基因编辑平台，有助于推进GlcNAc生物合成微生物细胞工厂的发展，并为其他非模式菌株的基因编辑提供了宝贵参考。