［本站讯］近日，微生物改造技术全国重点实验室祁庆生教授团队在NUCLEIC ACIDS RESEARCH期刊发表题为“Enhancement of Single-stranded Template Annealing activity by Rad52 during Repair of CRISPR-induced dsDNA breaks”的研究论文。山东大学微生物改造技术全国重点实验室博士研究生刘海燕为论文第一作者，山东大学教授祁庆生、助理研究员刘萌萌为论文通讯作者，山东大学为第一完成单位和通讯作者单位。

单链退火蛋白（SSAP）介导的重组技术已成为细菌基因组编辑的有力工具。然而，在大多数真核生物中，这一技术的效率往往受到非同源末端连接（NHEJ）修复路径以及外源SSAP活性有限的限制。本研究在典型的NHEJ主导型酵母——解脂耶氏酵母中发现，当提供单链寡核苷酸（ssODN）作为模板时，Cas9诱导的双链断裂（DSBs）可以被精确修复。相比双链DNA（dsDNA），ssODN作为精准修复模板更为理想，而通过敲除ku70抑制NHEJ则能显著提升编辑效率。进一步研究显示，Rad52在单链退火修复中发挥关键作用；而Rad52（1-300）的结构截断能够将基因组编辑效率提升至96.3%，揭示该过程主要依赖Rad51非依赖的单链退火机制。基于这一机制，研究团队建立了ESTAR平台（Enhancement of Single-stranded Template Annealing activity by Rad52），可在多个基因位点实现高效、精确的编辑，包括小片段的插入、缺失和替换，以及超过20 kb的大片段无痕缺失。在应用方面，ESTAR已成功用于Aro4定向进化，显著提高目标产物产量；同时，该平台在酿酒酵母和毕赤酵母中也获得验证，展现出良好的跨物种通用性和广阔的应用潜力。

本研究得到国家自然科学基金项目（U23A20268）、山东省自然科学基金项目（ZR2025MS440）和山东大学微生物改造技术全国重点实验室前沿与挑战项目（SKLMTFCP-2023-03）的资助。