新的基因组编辑工具可以在微生物群落中进行编辑

天然微生物群落中含有多种细菌，使单个细菌难以分离和培养。两种新工具使研究人员能够从基因上操纵群落内不同的细菌种类。结合起来，这些工具使研究人员能够跟踪随着群落生长的基因修改，并检查微生物中不能在实验室中生长的基因功能。

　　

在自然界中，微生物群落包含多种细菌。这使得分离出单个种类的细菌并在实验室中培养它们变得困难。研究人员现在已经开发出新的工具来提供帮助。这些工具允许研究人员从基因上操纵群落内不同的细菌种类。其中一种被称为ET-Seq的工具，可以让科学家在混合群落中识别可以直接转基因的微生物。另一种被称为DART的工具，可以让科学家测试特定物种在其群落中的基因功能。

大多数细菌共同生活在复杂的群落中。使用目前的工具，科学家需要将单个物种隔离开来，以便研究它们。然而，土壤细菌等环境微生物在实验室中不易分离培养。此外，微生物群落的行为是其成员共同贡献的结果。这与孤立物种的活动非常不同。ET-Seq和DART工具的开发帮助科学家研究微生物群落，而不需要分离不同的成员。结合这两种技术，研究人员还可以随着群落的增长跟踪基因修改，并检查实验室无法培养的微生物的基因功能。

培养和遗传分析已成为研究微生物基因功能和行为的主要手段。然而，这些经典的方法需要在实验室中分离和培养微生物。这严重限制了科学家对尚不能在实验室培养的微生物的认识。此外，当微生物在一个群落中共同生长时，它们之间的相互作用不能在孤立的有机体中研究。为了应对这些挑战，本研究开发了两项技术，直接测试实验室微生物群落的功能和相互作用。

ET-seq将一个可移动的基因元件(转座子)传递到微生物群落中。转座子随机插入某些细菌的基因中。通过对群落中所有微生物的基因组进行测序，科学家可以检测到被转座子转化的群落成员以及转座子转化的频率。通过这种方式，他们确定了基因上易于控制的物种。这些物种可以使用dna编辑all-in-one rna引导的CRISPR-Cas转座酶(DART)对选定的基因进行特定的操作。

研究人员还结合了这两种技术来证明目标细菌种类的富集，赋予新的代谢特征，并在实验室环境中测量细菌在群落环境中的基因适应性。这些新能力将为未培养微生物的活动以及关键基因、代谢物和蛋白质的功能提供重要的新见解，例如，在土壤碳循环和调节有益微生物与植物的相互作用，以实现可持续的生物能源。

文章标题

Species- and site-specific genome editing in complex bacterial communities