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CRISPR-Cas [成簇的规律间隔的短回文重复序列和 CRISPR 相关基因 (Cas)] 是原核生物抵御外来遗传元件入侵的适应性免疫系统，广泛分布于大多数古菌和许多细菌的染色体中（Garneau 等，2010；Marraffini，2015；Hille 等，2018）。该系统由一个 CRISPR 阵列组成，该阵列由短的直接重复序列组成，由从外来遗传元件获得的短可变 DNA 序列（称为“间隔区”）隔开，两侧是各种 Cas 基因。Cas 基因高度多样化，参与 CRISPR 活动的不同阶段。尽管 CRISPR-Cas 被称为原核生物的防御系统，但它们参与不同的非防御作用，包括细菌生物膜形成、群体感应的调节和致病性。本期特刊旨在收集介绍CRISPR-Cas研究最新进展的文章，以更好地了解CRISPR-Cas系统的分布、多样性和生物学功能。我们收集了9篇文章，重点介绍了CRISPR-Cas的分布、结构、生物学功能和应用的最新研究，以及CRISPR-Cas研究的伦理考虑。Cruz-López等人对716个金黄色葡萄球菌基因组的生物信息学分析发现，不同地理区域的金黄色葡萄球菌菌株中仅有0.83%具有IIA型CRISPR-Cas系统，这表明金黄色葡萄球菌中CRISPR-Cas的发生可能是自发的水平基因转移事件。 0.9% 的独特间隔区与质粒或噬菌体基因组相匹配，包括用于治疗金黄色葡萄球菌感染的噬菌体，表明金黄色葡萄球菌产生了噬菌体抗性，并且由于 CRISPR 防御机制导致治疗失败。从周围环境直接吸收外来 DNA 在细菌和古菌的基因组多样性和进化中起着重要作用。刘等人综述了 CRISPR 系统和 Argonauts 在细胞防御自然转化中的功能和可能的机制。有限数量的研究表明 II 型 CRISPR-Cas 可以阻止细菌的自然转化；然而，确切的机制以及其他类型的 CRISPR 系统是否也拮抗自然转化尚不清楚。Argonauts 还可以阻止质粒 DNA 的自然转化。与 CRISPR-Cas 系统不同，Argonauts 介导的防御不会将 DNA 片段整合到宿主基因组中，因此不会产生对入侵 DNA 的记忆。为了优化针对入侵遗传元件的序列特异性免疫，原核生物中的 CRISPR-Cas 不断从新入侵的威胁中获得间隔物。随着时间的推移，许多获得的间隔物可能在其防御机制中变得无用。因此，必须调节间隔物的吸收、其存在和丢失。Garret 发表了一篇非常有趣的评论，其中汇集了不同的观察结果和实验设计，以推测
社论：细菌和古菌中的 CRISPR-Cas 系统
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