细菌基因组编辑（上）

细菌是地球上最原始的生物之一。它的高度对噬菌体的敏感性使他们能够使用特定的工具来编辑基因组和躲避噬菌体。此防御系统已开发为这一时期最特殊的基因组编辑技术。以前，各种其他工具，如限制性内切酶（RE）、锌指核酸酶（ZNF）和利用转录激活物样效应核酸酶（TALENS）。尽管如此，它的主要局限性导致了利用细菌防御系统来编辑基因组。CRISPR公司技术可以应用于各种微生物学、病理学、癌症生物学、，分子生物学和工业生物技术，但其局限性，如偏离目标由非特定变化引起的影响是一个主要问题。在未来将开发基因改变技术来治疗遗传性罕见遗传病。本章重点介绍了发现、组件、应用程序、限制和未来CRISPR-Cas的前景。

CRISPR-Cas技术重塑了微生物学领域。它有改进微生物菌株，以更好地进行工业和治疗利用。在这个第章，我们试图对这项技术进行概述，并提供特别参考在各个感兴趣的领域中的相关应用。我们已经讨论了CRISPR-Cas的起源、分类和不同的基因组编辑方法了解其历史意义和基本作用机制。此外，在农业、食品工业、生物疗法、生物燃料、，并对其他有价值的产品合成进行了解释，以突出其先进性工业微生物中的这种系统。我们还尝试审查了一些CRISPR的局限性及其对未来前景的见解。

新兴生活方式的一个组成部分呈指数增长在包装食品或高热量食品的消费中。这导致了被认为是变化结果的疾病发生率生活方式。据观察，这些临床症状与肠道有关因此有人提出，通过调节肠道的组成微生物群，可以降低此类疾病的风险。益生素和益生菌，在组合，具有保持体内平衡的巨大潜力个人。在本章中，对CRISPR介导的基因组进行比较评估编辑技术已与传统的经济学工具和建模进行了讨论方法。这些技术大大简化了目标基因组的修改在复杂的微生物群落中，可以增强其益生元和益生菌潜力。微生物治疗的合成生物学方法，如添加剂、，还讨论了治疗肠道失调的减法和调节疗法。这个本章旨在更好地理解CRISPR/Cas作为一种可以用作传染病诊断工具的可靠技术诊断和治疗。尽管如此，该工具已经演示了其用途在广泛的基因组编辑和基因工程应用中考虑到任何潜在的副作用或含糊不清。 

基因组编辑是现代生物技术时代的一个很有前途的工具可以改变许多生物体的DNA。现在广泛应用于各个行业以获得良好的期望和增强的特性，从而提高产量产品的营养质量。双歧杆菌的积极健康属性，例如预防腹泻，减少溃疡性结肠炎，预防坏死小肠结肠炎等疾病在许多临床试验中都有很好的报道。潜力使用双歧杆菌作为起始培养物或辅助培养物已经变得很流行。目前，双歧双歧杆菌、青春双歧杆菌（B.adolescentis）、短双歧杆菌在益生菌发酵乳制品的开发中发现了重要作用。然而，双歧杆菌是人类胃肠道的首批定居者之一个人健康状况指标为研究开辟了新途径因此，它的应用。除此之外，GRAS/QPS（通常被视为安全/合格的安全推定）状态使其可以安全使用。它们属于亚组（这是主要发现的发酵类型在人类和动物的自然腔中）。已使用乳酸双歧杆菌工业上用于发酵食品，如酸奶、奶酪、饮料、香肠、婴儿配方食品和谷物。在本书的这一章中，作者试图探索基因组编辑的起源、健康属性和各种基因工程工具双歧杆菌在乳制品和非乳制品工业发酵剂培养中的应用应用程序和益生菌。 

肠道微生物组在通过以下方式维持人类健康方面具有重要意义促进肠道的吸收和消化。益生菌具有多样性和在健康领域的重要应用，因此益生菌菌株需要了解基因组水平的组织。益生菌阐明了各种控制其代谢功能的功能参数。肠道失调导致炎症性肠病和其他神经系统疾病。应用益生菌可以调节肠道微生物群，从而预防疾病巨额利息。近十年来，现代分子工具的发展生物学导致了基因组工程的发现。合成生物学方法提供关于不同生物合成途径的信息，并促进新的益生菌菌株改良的代谢工程方法。技术使工程益生菌具有所需的功能，以造福人类健康。本章介绍了益生菌菌株改良的最新进展通过CRISPR-Cas工具进行诊断和治疗应用。此外益生菌、当前挑战和疾病治疗的未来前景讨论。

发酵食品的消费量约占世界的30%人口由于其高营养价值和健康特性。LAB在发酵过程产生了多种发酵食品植物和动物来源。LAB已被用作食品的发酵剂传统发酵和工业发酵，具有特定的特性例如快速生长、产品产量、较高的生物量以及独特的感官属性，并用于食品发酵。高通量基因组测序方法的进步导致了我们对LAB生理学的理解，在食品微生物学。2001年乳酸乳球菌的全基因组序列从而更好地了解了LAB.与β-半乳糖苷酶、抗菌剂、胆汁盐水解酶、，胞外多糖和产生GABA的LAB在近年来。基因组编辑技术是开发新型应用和产品。他们也可以在研究中发挥重要作用获取机械见解和识别新特性的方法。基因组乳酸菌菌株的编辑有许多潜在的开发应用对食品工业有良好影响的功能性食品。

植物乳杆菌是一种广泛存在的多功能细菌在保存无数发酵食品中起着至关重要的作用。这些菌株是通常用作发酵产品的青贮添加剂和发酵剂。基因组编辑可以通过改善发酵状况提供额外的好处和质量，以及伴随的治疗益处。

植物乳杆菌不同菌株的基因组编辑可用于商业化生产L-核酮糖或琥珀酸，直接生产乳酸，增加乙醇生产。植物乳杆菌菌株或重组菌株可以帮助恢复肠道菌群体内平衡，减少致病生物体的数量，甚至可以使用作为疫苗载体。食品，如生的和发酵的蔬菜、橄榄和接种了益生菌的谷物对人类产生了令人鼓舞的益处现在寻找非乳制品益生菌。植物或植物来源的植物乳杆菌作为基因组编辑菌株的应用，在本书的这一章中进行了讨论。

地衣芽孢杆菌被认为是一种特殊的微生物细胞生产生化制品和酶的工厂。完整的基因组与工业相关的芽孢杆菌基因组的测序和注释提高了我们对它们特性的理解，并有助于遗传学的进步对其他芽孢杆菌的操作。基因组序列分析给出了关于不同基因及其功能重要性的信息。基因后研究需要简单高效的工具来实现基因操作。使用全基因组序列和简单遗传操作的发展工具，地衣芽孢杆菌的代谢途径可以重组，以提高效率生产感兴趣的化学品。然而，基因编辑（如基因敲除）是使用传统方法既费力又耗时。最近，有用的工具芽孢杆菌的基因工程已经出现在系统领域和合成生物学。基因工程策略的最新进展以及地衣芽孢杆菌物种中开发的可用遗传工具，方便地对芽孢杆菌的基因组进行了多次修改从而改善了其在工业部门的使用。