机构名称：
¥ 1.0
DOI：https://doi.org/10.22271/j.ento.2020.v8.i6n.7968 摘要 成簇的规律间隔的短回文重复序列 (CRISPR)-Cas 系统是一种序列特异性的适应性免疫策略，广泛存在于原核生物系统中，赋予针对各种噬菌体和其他 MGE（如质粒、基因组岛、整合和接合元件）的先天免疫力。即使存在如此复杂的机制，细菌也并非总是能完全战胜噬菌体。这是由于噬菌体和其他 MGE 产生的抗 CRISPR 蛋白。自 2013 年发现以来，迄今为止已鉴定出 60 多个 Acr 家族，还有更多家族尚待发现。研究揭示了 Acrs 采用的多种机制，通过这些机制介导对 CRISPR 防御系统的控制。随着该领域的发展，Acrs 可作为 CRISPR-Cas 技术的潜在控制策略。在本综述中，我们重点介绍了各种抗 CRISPR 蛋白的发现、它们对抗细菌 CRISPR-Cas 系统的作用机制，以及 Acrs 在基因编辑和基因治疗技术中的潜在应用。 关键词：抗 CRISPR、噬菌体、Cas 蛋白、CRISPR、基因组编辑 简介 噬菌体和细菌已经战争了数百万年，噬菌体控制着细菌种群的数量和组成。为了对抗来自噬菌体的这种持续威胁，细菌进化出了非常多样化的防御策略，将检查点设置在噬菌体生命周期的各个阶段。这包括阻断噬菌体附着、抑制 DNA 进入、开发限制-修饰系统、流产感染系统 (Abi) 和干扰噬菌体组装 [1] 。除了上述策略外，细菌还进化出了一种称为 CRISPR Cas 的序列特异性适应性免疫策略 [2] 。 CRISPR 阵列是有关先前感染细菌细胞的噬菌体的数据仓库。Cas 蛋白与 CRISPR 阵列一起构成了这种 RNA 引导的核酸酶复合物。宿主细胞借助称为原间隔区相邻部分 (PAM) 的短序列区分自身 DNA 和入侵的外来移动遗传元件的 DNA [3] 。作为适应性免疫的一部分，所有系统都通过三个主要阶段发挥作用：适应或间隔区获取、表达或生物发生以及干扰阶段。在第一阶段，Cas1-Cas2 复合物识别 PAM 并切除目标 DNA 的一小部分（称为原间隔区），然后将其作为间隔区序列整合到 CRISPR 基因座中。其他辅助因子（如 Cas4、Cas1、Csn2 和逆转录酶 (RT)）也可以参与获取阶段。在下一个阶段，CRISPR 基因座转录为单个前 crRNA，然后加工成成熟的 CRISPR RNA (crRNA) [4] 。每个 crRNA 包含部分侧翼重复序列和间隔序列。在干扰阶段，crRNA 与 Cas 蛋白一起被招募以形成核糖核蛋白复合物，该复合物继续在细胞中寻找与 crRNA 间隔序列的任何匹配。如果发现，则根据 CRISPR Cas 系统的类别，通过招募新蛋白质或在复合物本身内激活来启动核酸酶活性。CRISPR-Cas 系统分为两类、六种类型和 30 多个亚型 [5, 6, 7]。第 1 类 CRISPR Cas 系统包括 I、III 和 IV 型，并使用多亚基 Cas 效应分子形成级联复合物。而在第 2 类系统（II、V 和 VI 型）中，靶标识别、结合和切割功能由单个效应蛋白执行。由于这种高度多样化和高效的机制，CRISPR Cas 系统不仅可以保护细菌免受噬菌体的侵害，还可以保护细菌免受其他移动遗传元件 (MGE) 的侵害，如质粒、基因组岛、整合元件和接合元件 [8]。
Anti-CRISPR：噬菌体对抗细菌的防御策略
主要关键词
相关文件推荐
