a 暨南大学第一附属医院普通外科,广州,中国 b 暨南大学医学院生物活性分子与药物活性评价国家重点实验室、肿瘤分子生物学教育部重点实验室、精准肿瘤医学与病理研究所,广州,中国;暨南大学珠海研究所,中国珠海 c 暨南大学附属第一医院胸外科,中国广州 d 荷兰格罗宁根大学医学中心格罗宁根大学血液科 e 汕头大学医学院,中国汕头 f 暨南大学附属第一医院泌尿外科,中国广州 g 上海市浦东新区公利医院病理科,中国上海 h 长治医学院和平医院病理科,中国长治 i 费城骨科医学院生物医学系,美国宾夕法尼亚州费城 j 汕头大学医学院第二附属医院甲状腺、乳腺和疝外科,中国汕头 k 德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心急诊医学科,美国德克萨斯州休斯顿 l 德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心内分泌肿瘤和激素紊乱科,美国德克萨斯州休斯顿 m 公利医院病理科上海市浦东新区生物活性分子与药物活性评价国家重点实验室、肿瘤分子生物学教育部重点实验室、暨南大学医学院精准肿瘤医学与病理研究所,广州,暨南大学附属第一医院普通外科,广州,汕头大学医学院第二附属医院甲状腺、乳腺和疝外科,汕头,
a 汕头大学生物系,广东汕头 515063,中国 b 汕头大学广东省海洋生物技术重点实验室,广东汕头 515063,中国 c 悉尼科技大学土木与环境工程学院,百老汇,新南威尔士州,2007,澳大利亚 关键词:CRISPR-Cas;生物燃料;代谢通量;基因调控;脱靶效应 摘要 随着合成生物学和代谢工程领域的快速发展,有可能应用以最大化产量和生产率来生成各种先进的生物燃料,以实现更可持续的生物过程并减少碳足迹。在众多的分子生物学工具中,成簇的规律间隔短回文重复序列-CRISPR 相关蛋白 (CRISPR-Cas) 技术脱颖而出,具有潜在的靶向基因组编辑能力,与锌指核酸酶 (ZFN) 和转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) 等前辈相比,其基因敲除和敲入系统更精确、更准确。有报道涉及用于生物燃料生产的先进微生物基因组工程工具;然而,缺乏关于基于 CRISPR-Cas 的技术在改进生物燃料生产中的全面综述,以及减少脱靶效应以确保该方法成功和安全的策略。因此,在这篇综述中,我们试图系统地评论 CRISPR-Cas 的机制及其在微生物生物燃料生产中的应用。这包括生物乙醇、生物丁醇以及其他碳氢化合物,它们依次遵循各种建议来提高靶向基因的效率。本文还讨论了可诱导的开/关基因回路在响应环境刺激时在靶向基因组编辑 (TGE) 调节中的作用,即通过最小化代谢负担和最大化发酵效率。本文考虑了相关的严格监管要求,以确保最小的脱靶切割和最大的效率,以及该技术的完全生物安全性。可以得出结论,CRISPR-Cas 技术的最新发展应该为创建微生物生物炼油厂开辟一条新途径,从而有可能提高生物燃料的生产。