王震宇教授团队在抗生素耐药基因（ARGs）污染阻控研究方面取得新进展，通过建立一种基于纳米材料的CRISPR/Cas9递送系统，首次实现了对土壤环境ARGs的多重编辑，并初步证实该递送系统在控制环境耐药性方面的可行性和有效性。

抗生素在农业生产中的持续广泛应用，以及COVID-19疫情期间抗生素的大规模使用，加速了环境ARGs的全球传播。因此，迫切需要有效策略消减ARGs的赋存、维护公共与生态系统健康。CRISPR/Cas系统具有精确靶向定位、快速基因敲除及对非目标群体无干扰的优点，被视为减少ARGs的潜在策略。王震宇教授团队于2022年9月开始开展纳米材料的CRISPR/Cas系统构建以及其对ARGs阻控的相关研究工作。相关研究成果已发表在《农业与食品化学》（Journal of Agricultural and Food Chemistry）期刊上。

研究开发了由氮掺杂碳点（NCDs）携带的CRISPR-Cas9/sgRNAs，以精确靶向环境中常见的多种“高风险”ARGs（tet、cat和aph(3’)-Ia）。NCDs促进了Cas9/sgRNAs在大肠杆菌（E. coli）中的传递，且无细胞毒性，实现了对目标ARGs的持续消除。进一步通过调控NCDs和Cas9蛋白的不同比例优化敲除效果，并设计了Cas9/multi sgRNAs，以实现单菌株或混合菌株中ARGs的多重敲除。值得一提的是，NCDs-Cas9/multi sgRNAs成功实现了对土壤中ARGs的去除，而Cas9/multi sgRNAs本身在复杂环境中则被钝化。本研究提供了一种快速且精确的纳米策略，以最大限度地降低农业系统中的抗生素耐药性。

上述研究工作中，江南大学陈菲然副教授为论文第一作者，王震宇教授为论文通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金重大项目（42192572，42192570）、国家自然科学基金国际合作与交流项目（41820104009）资助。

NCDs-Cas9sgRNA消减土壤ARGs示意图