微生物免疫机制解析与工程化应用
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
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
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。
代表性论文<通讯作者论文>
1.Shu X#, Wang R#, Zhou X#, Cheng F#, Ma J, Li Z, Li X, Wu T, Wu A, Xue Q, Liu C, Zhao H, Cao X, Wang L, Zhang S, Zhang Y*, Li M*. (2026) CRISPR-Cas regulates expression of embedded anti-phage defense systems. Nature. 657(8130):226-235. (IF=56.1)
2.
Wei L#, Shu X#, Wang W#, Li F, Fan Y, Li D, Wang R, Liu J, Wang Q, Jiang L, He L, Duan S, Zhao L, Zhang S, Ren J, Zhang Y,Li M*, Feng Y*. (2026) Caspase forms double-stranded helical assembly during the type IV Thoeris antiviral response. Vita. doi: 10.15302/vita.2026.06.0047
3.
Liu Y, Zhao H, Cao X, Jiang S, Fu J, Xue J, Li C, Xu Z*, Li M*, Du W*. (2026) Rapid and quantitative measurement of bacteriophage infectivity via fully automated droplet digital PCR. Nat Commun. 17: 7584. (IF=18.1)
4.Zhao H#, Zhou T#, Zhang M#, Wang C#, Wang R, Shu X, Cheng F, Xue Q, Liu C, Xu J, Cao X, Du J, Wang L, Liu H*, Li M*. (2026) Associate toxin-antitoxin with CRISPR-Cas to harness (ATTACH) engineered microbes. Nucleic Acids Res. 54(5): gkag213. (IF=15.0)
6.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. (IF=14.1)
7.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.(IF=15.8)
8.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.
9.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)
10.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)
11.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)
12.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)
13.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)
14.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)
15.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

CRISPR-Cas和先天免疫系统的协同防御模型
(Nature 657, 226-235, DOI: 10.1038/s41586-026-10833-9)

双RNA型toxin-antitoxin (CreTA)守卫CRISPR免疫
(Science 372, eabe5601, DOI: 10.1126/science.abe5601)

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.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
2.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
3.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
4.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
5.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
6.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
7.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
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