肠道微生物是存在于哺乳动物肠道中数目众多的微生物，它们作为人体一大隐形的“器官”，在营养物质代谢、人体自身发育、免疫及疾病的产生等方面都起到极其重要的作用，与肥胖、糖尿病、婴幼儿发育、肠道疾病、心血管疾病、阿尔兹海默症等多种疾病密切相关。因此，肠道微生物作为新兴的疾病治疗方向受到研究者的普遍关注。

    研究表明，部分肠道微生物可以通过表达特定基因或分泌特定代谢物来干扰或抑制致病菌的毒性及其在肠道的定植，如芽孢杆菌属微生物可以通过分泌芬芥素来干扰金黄色葡萄球菌的群体效应途径，抑制其毒力及其在肠道的定植（Nature. 2018, 562(7728):532-537）；卵形布劳特氏菌（B. obeum）等具有特定胆盐水解酶能力的微生物可以通过水解牛磺胆酸成胆酸从而抑制霍乱弧菌定植相关tcp基因的表达，抑制霍乱弧菌的肠道定植（Cell. 2020, 181:1533–1546）。上述功能基因或代谢物均可以作为功能元件被整合至肠道益生菌的基因组上来构建可以靶向特定致病微生物的工程菌。有鉴于此，本课题组借助合成生物学手段对肠道益生菌E. coli Nissle 1917进行代谢改造，赋予其新的合成/代谢能力，构建不同的可以靶向特定致病微生物的工程菌，从而实现特定疾病的治疗。该研究不仅将有效治疗实验动物和畜牧业生产中所面临的较多致病微生物感染性疾病，而且也将为人类特定疾病的治疗和致病微生物防控提供指导和保障。