苜蓿中华根瘤菌含有维生素B12的全部合成基因，可以高效合成维生素B12，但其同源重组效率低，缺乏有效的基因编辑工具，严重限制了菌种的改造。因此，亟需在苜蓿中华根瘤菌中建立高效的基因编辑工具。 

　　中国科学院天津工业生物技术研究所张大伟研究员带领的蛋白合成细胞工厂与微生物代谢研究团队在苜蓿中华根瘤菌基因编辑方面取得新进展。研究团队构建了一个不依赖同源重组的基因编辑工具（C12KGET versatile Cas12k-based genetic engineering toolkit ) ，可以在苜蓿中华根瘤菌中实现基因组多基因的编辑及大片段的高效插入。10kb的大片段的插入效率最高达100%。通过改造维生素B12的途径基因，维生素B12的产量得到明显提高。另外，Cas12k蛋白具有非活性的核酸酶结构域，可以直接用来对基因进行转录调控，效率可达92%。该工具也可用在大肠杆菌和希瓦氏菌属中，为其他内源同源重组效率低的物种提供了借鉴。 

　　该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和天津市合成生物技术创新能力提升行动的支持，相关研究结果发表于Nucleic Acids Research期刊。天津工业生物所客座硕士研究生崔雅丽和董会娜副研究员是该论文的共同第一作者，天津工业生物所张大伟研究员为该论文的通讯作者。  

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高效基因整合示意图