近期，中国科大苏州高等研究院李文卫教授课题组与环境科学与工程系刘东风教授合作，在地杆菌基因编辑系统开发方面取得新进展，相关研究结果以“Biomolecular Insights into Extracellular Pollutant Reduction Pathways of Geobacter sulfurreduences using a Base Editor System”为题，于2022年8月12日发表于Environmental Science & Technology（DOI: 10.1021/acs.est.2c02756）。

地杆菌是一类具有独特胞外电子传递能力的“电活性”环境微生物，在自然界多种元素的生物地球化学循环、环境生物修复以及绿色能源生产等过程都发挥重要作用。然而，当前人们对于这类菌复杂的电子传递网络仍知之甚少并且相关研究依然存在巨大争议，因此亟须开发更有效的分析研究方法。中科大研究团队的博士生何汝立等针对硫还原地杆菌的特点开发了一套简单、高效、可精准编辑胞外电子传递相关基因的胞嘧啶碱基编辑技术(pYYDT-BE)。该系统融合了胞嘧啶脱氨酶、Cas9 切口酶和尿嘧啶糖基化酶抑制剂，具有 100% 的单基因编辑效率，并且可用于精准编辑多种地杆菌全基因组中87.7%-93.4%基因；利用这一新的技术手段对地杆菌的胞外电子传递网络进行了深入解析，从生物分子水平阐明了其导电菌毛和外膜细胞色素C在长距离胞外电子传递过程中的共同作用机制，并揭示了其分别参与铀和亚硒酸盐还原过程的电子传递关键蛋白。该工作进一步深化了人们对地杆菌胞外电子传递与污染物转化过程的认识，对指导电活性菌工程改造和推动其在环境治理、资源循环和绿色能源生产等领域的实际应用具有重要意义。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c02756