组长：李明 博士、研究员
研究方向
微生物免疫机制解析与工程化应用
研究内容及意义
微生物海量的基因组中蕴藏了丰富多样的噬菌体防御/免疫机制，这些机制具有重要理论和应用研究意义，如来源于限制性修饰系统的限制性内切酶奠定了基因工程的基础，来源于CRISPR-Cas免疫系统的CRISPR-Cas9技术彻底变革了基因编辑领域，这些技术极大推动了生命科学的发展。本课题组研究从以下两方面开展：
（1）围绕CRISPR-Cas、毒素-抗毒素等噬菌体免疫系统，通过解析其复杂多样的分子机制，系统绘制微生物的抗噬菌体防御图谱，挖掘高特异、可编程的分子元件，为创新基因编辑等分子工具提供“元器件库”。
（2）基于上述理论和元件创新，开发细菌/噬菌体的新型基因编辑工具、生物封控模块等底层技术，针对重要工业底盘/活菌药物底盘开展系统性改造，面向临床耐药菌感染开展噬菌体治疗。
研究队伍
-研究组长
研究组长：李明
电话：010-64807064
电子邮件：lim_im@im.ac.cn
通讯地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，H710室，中国科学院微生物研究所
邮政编码：100101
-主要学习及工作经历
2004-2008，山东大学生命科学学院，获得理学学士学位
2008-2014，中国科学院微生物研究所，获得遗传学博士学位
2014-2016，中国科学院北京基因组研究所，博士后。
2016-2017，中国科学院微生物研究所，助理研究员。
2017-2020，中国科学院微生物研究所，副研究员。
2020-2022，中国科学院微生物研究所，项目研究员。
2022至今，中国科学院微生物研究所，研究员。
-获奖情况
2013年获得博士研究生国家奖学金
2014年获得“优秀毕业生”荣誉称号
2014年获得中国科学院院长优秀奖
2015年入选中国科学院百篇优秀博士学位论文
2017年获得中国微生物学会学术年会优秀学术交流奖
2017年入选中国科协青年人才托举工程
2020年入选中国科学院青年创新促进会会员
2020年获得国家自然科学基金优秀青年项目资助
-团队
2022.03 实验室初期成员合影
2023.06 舒宪博士毕业合影
2023.09 实验室部分成员聚餐
-工作人员
赵会伟助理研究员
薛琼 特别研究助理
舒宪 特别研究助理
-在读研究生
刘超 博士生（2022-）
李志华 博士生 （2023-）
伍蔼慈 博士生（2024-）
薛俊媛 博士生（2025-）
杜俊 硕士生（2023-）
徐婧 硕士生（2023-）
曹馨月 硕士生（2024-）
武亚丽 硕士生（2025-）
-联培学生
杨俊 硕士生（云南大学，2020-2022）
王凌云 硕士生（山东农业大学，2021-2023）
张义涵 硕士生（河北大学，2021-2023）
周涛 硕士生（山东农业大学，2022-2025）
-已毕业学生
舒宪 2023博士
曹夕凤 2025 硕士
代表性论文
<通讯作者论文>
1.Chen Z#, Xue J#, Wang Z, Sun J, Cui Y, Zhu T, Yang H, Li M*, Wu B*. (2025) Small RNA Toxin-Assisted Evolution of GC-Preferred ErCas12a for Enhanced Genome Targeting Range. Advanced Science. e17105
2.Shu X#, Wang R#, Li Z#, Xue Q#, Wang J, Liu J, Cheng F, Liu C, Zhao H, Hu C, Li J*, Ouyang S*, Li M*. (2025) CRISPR-repressed toxin-antitoxin provides herd immunity against anti-CRISPR elements. Nature Chemical Biology. 21(3):337-347.
3.Cheng F#, Wu A#, Li Z, Xu J, Cao X, Yu H, Liu Z, Han W, Xiang H*, Li M*. Catalytically active long prokaryotic Argonaute proteins employ PLD nucleases to strengthen immunity against different genetic invaders. (2024) mLife. 3(3):403-416.
4.Li M*#, Gong L#, Cheng F#, Yu H, Zhao D, Wang R, Wang T, Zhang S, Zhou J, Shmakov S, Koonin E, Xiang H*. (2021) Toxin-antitoxin RNA pairs safeguard CRISPR-Cas systems. Science. 372(6541): eabe5601. (IF=56.9)
5.Wang R#, Shu X#, Zhao H#, Xue Q, Liu C, Wu A, Cheng F, Wang L, Zhang Y, Feng J, Wu N, Li M*. (2023) Associate toxin-antitoxin with CRISPR-Cas to kill multidrug-resistant pathogens. Nature Communications. 14(1):2078. (IF=16.6)
6.Liu C#, Wang R#, Li J#, Cheng F#, Shu X#, Zhao H, Xue Q, Yu H, Wu A, Wang L, Hu S, Zhang Y, Yang J, Xiang H*, Li M*. (2023) Widespread RNA-based cas regulation monitors crRNA abundance and anti-CRISPR proteins. Cell Host & Microbe. 31(9):1481-1493. (IF=30.3)
7.Cheng F#, Wu A#, Liu C#, Cao X, Wang R, Shu X, Wang L, Zhang Y, Xiang H*, Li M*. (2022) The toxin-antitoxin RNA guards of CRISPR-Cas evolved high specificity through repeat degeneration. Nucleic Acids Research.50(16):9442-9452. (IF=14.9)
8.Cheng F#, Wang R#, Yu H#, Liu C, Yang J, Xiang H*, Li M*. (2021) Divergent degeneration of creA antitoxin genes from minimal CRISPRs and the convergent strategy of tRNA-sequestering CreT toxins. Nucleic Acids Research. 49(18):10677-10688. (IF=14.9)
9.Gong L, Li M*, Cheng F, Zhao D, Chen Y, Xiang H*. (2019) Primed adaptation tolerates extensive structural and size variations of the CRISPR RNA guide in Haloarcula hispanica. Nucleic Acids Res., 47(11):5880-91. (IF=14.9)
10.Cheng F, Gong L, Zhao D, Yang H, Zhou J, Li M*, Xiang H*. (2017) Harnessing the native type I-B CRISPR-Cas for genome editing in a polyploid archaeon. J. Genet. Genomics., 44(11):541-548. (IF=5.9；封面文章)
代表性图片
双RNA型toxin-antitoxin (CreTA)守卫CRISPR免疫
（Science 372, eabe5601, DOI: 10.1126/science.abe5601）
ATTACK：联用CRISPR和TA实现双重杀菌
(Nature Communications 14(1):2078, DOI: 10.1038/s41467-023-37789-y)
CreR介导Cas效应蛋白的自我调控
(Cell Host & Microbe 31(9):1481-1493, DOI: 10.1016/j.chom.2023.08.005)
申请专利
1.陈泽华，李明，广谱识别PAM序列的FnCpf1突变体及其应用；授权专利号：CN112111471B；申请日期：2020.09.25
2.李明，王锐，舒宪，程飞跃，杨俊，一种偶联的CRISPR和毒素-抗毒素元件及其在消杀耐药细菌中的应用；申请号：202210947272.7；申请日期：2022.08.09
3.向华，李明，程飞跃，龚路遥，一种古菌和细菌中通用的RNA型毒素及其相关生物材料；申请号：202011320316.0；申请日期：2020.11.23
4.向华，杜开心，龚路遥，李明，一种利用I型CRISPR-Cas系统同时实现基因编辑和转录调控的方法；申请号：202011546641.9；申请日期：2020.12.24
5.李明，程飞跃，伍蔼慈，,李志华 ，一种新型常温原核 Argonaute 蛋白及其基因和应用；申请号：202311615430.X; 申请日期：2023.11.29
6.李明,赵会伟, 王锐, 舒宪，基于CRISPR-Cas 偶联毒素-抗毒素系统构建的条件自杀开关及其应用；申请号：202510216185.8; 申请日期：2025.02.26
7.李明，王锐，舒宪，基于特异性核酸酶PSN的无毒筛选标记及其在质粒和噬菌体清除中的应用；申请号：202511175500.3；申请日期：2025.08.21
主持完成及在研的主要科研项目
1.科技部国家重点研发计划（课题级）, 2024YFA0919400, 治疗型噬菌体的人工设计与构建, 2024-12至 2029-11
2.中国科学院战略性先导科技专项B类（项目级），XDB0810300，新型生命元件发掘驱动底层技术创新，2024-06至2029-05
3.国家自然科学基金面上项目“基于蛋白类CreT毒素的新型CRISPR护卫系统及其与噬菌体互作的机制”，2024-01至2027-12
4.国家自然科学基金面上项目“不动杆菌中新型CRISPR护卫RNA的机制和功能研究”，2023-01至2026-12
5.国家自然科学基金青年项目“CRISPR-Cas与其护卫RNA偶联的特异性机制及其应用”，2023-01至2025-12
6.博士后创新人才支持计划，2022-07至2024-07
7.国家自然科学基金原创探索计划项目 “CRISPR护卫RNA的系统性认知及其分子应用开发“，2022-01至2024-12
8.国家自然科学基金优秀青年项目 “微生物的病毒防御机制及应用“，2021-01至2023-12
9.中国科学院青年创新促进会会员，2020-01至2023-12
10.国家自然科学基金面上项目 “偶联核酸酶的常温pAgo系统的功能机制和分子应用研究”，2020-01至2023-12
11.农业部转基因生物新品种培育重大专项（任务级）“微生物新型核酸免疫机制的发掘”，2019-01至2020-12
12.国家自然科学基金面上项目 “CRISPR-Cas与一种新型毒素-抗毒素系统的偶联机制研究”，2018-01至2021-12
13.中国科协青年人才托举工程，2017-10至2020-10
14.中国博士后科学基金会面上项目 “不同来源I-B型CRISPR/Cas系统引发适应机制的比较研究”，2015-06至2016-09
