11月12日，日本九州大学名誉教授Yoshizumi Ishino应微生物技术国家重点实验室佘群新教授的邀请，做客“山海知微”系列论坛，作了题为“Characterization of novel CRISPR-Cas systems discovered from environmental DNA（环境宏基因组DNA中发现的新型CRISPR-Cas系统的鉴定）”的学术报告。本次讲座由佘群新主持，日本九州大学副教授Sonoko Ishino，微生物技术国家重点实验室申玉龙教授、倪金凤教授、冀世奇副教授、黄奇洪副教授和冯旭研究员等30余位师生参加了此次报告。

CRISPR-Cas系统是一种广泛分布于原核生物基因组、在细菌和古菌中发挥免疫功能的获得性免疫系统，已经被成功应用于基因编辑领域并引发了生物技术领域的变革。CRISPR-Cas系统由CRISPR array和Cas基因座两部分组成，其中CRISPR array包含重复序列repeat以及将repeat分隔开的长度一致的间隔序列spacer，而Cas基因座包含在CRISPR-Cas免疫过程中发挥作用的功能蛋白的编码基因。根据Cas基因的多样性等特征，CRISPR-Cas系统可以分为两大类、6个类型以及多种亚型。鉴于在整个地球范围内仍存在大量尚未鉴定的细菌和古菌，未知的CRISPR-Cas类型也有着巨大的潜在数量。

本次报告中，Yoshizumi Ishino介绍了其团队开展的从环境宏基因组DNA样品中筛选、鉴定新型CRISPR系统的工作。首先，开发基于数字DNA芯片的对环境DNA样品进行生物多样性评估的分析方法以及用于宏基因组分析的样品收集系统，采集热泉、海水等样品用于宏基因组分析。在此基础上，通过宏基因组分析获得了新型的Cas9家族以及Cas12家族的CRISPR系统，并对其功能进行鉴定。进一步通过冷冻电镜对新型CRISPR效应物进行的结构解析，揭示了它们的作用特点背后的分子机制。Ishino指出，由于这些新型CRISPR系统的组成简单且Cas蛋白较小，它们在生物技术开发领域有着可观的潜力。最后，Ishino对CRISPR系统相关研究的前景进行了展望，指出进一步从广大的细菌、古菌资源库中发掘新型防御系统有助于为未来的生物技术革新提供更多原材料。

报告结束后，Ishino与参会师生就Cas蛋白底物偏好性的决定因素、CRISPR系统多样性的决定因素以及科学研究中研究目标的选择与取舍等问题进行了深入的交流和讨论。

Yoshizumi Ishino，1983年于日本大阪大学药学院获得理学硕士学位，1986年于大阪大学微生物疾病研究所获得理学博士学位，1987至1989年在耶鲁大学教授Dieter Söll的科研团队从事博士后研究工作，之后入职日本Takara Shuzo公司生物技术研究实验室担任高级研究员。曾参加日本经济产业省（METI）与18家公司共同资助的日本国家级项目，主持管理其中一个科研团队并负责核酸相关酶的研究。2002年入职日本九州大学，担任遗传资源技术系的全职教授。2023年起担任九州大学名誉教授，并兼任日本东京工业大学、立命馆大学以及长滨学院的访问教授。主要研究领域包括生命三域之一-古菌中DNA复制与重组修复的分子机制以及来自不同环境中CRISPR-Cas系统的发掘与鉴定等。