CRISPR-Cas13 蛋白是 RNA 引导的 RNA 核酸酶,通过与互补的靶噬菌体转录本结合,然后进行一般的非特异性 RNA 降解,来防御入侵的 RNA 和 DNA 噬菌体。在这里,我们分析了 Leptotrichia buccalis 的 LbuCas13a 的防御能力,发现它具有强大的抗病毒活性,不受靶噬菌体基因的必要性、基因表达时间或靶序列位置的影响。此外,我们发现 LbuCas13a 的抗病毒活性对各种噬菌体具有广泛效果,方法是将 LbuCas13a 与来自不同系统发育群的九种大肠杆菌噬菌体进行对抗。利用 LbuCas13a 靶向的多功能性和效力,我们将 LbuCas13a 应用于广谱噬菌体编辑。使用两步噬菌体编辑和富集方法,我们在三种不同的噬菌体中实现了七次无标记基因组编辑,效率高达 100%,包括多基因删除和替换单个密码子等编辑。Cas13a 可用作编辑地球上最丰富、最多样化的生物实体的通用工具。
在医疗和工业环境中广泛使用合成噬菌体的主要限制是缺乏有效的噬菌体工程平台。经典的T4噬菌体工程和几种新提出的方法通常效率低下且耗时,因此,只能产生不一致的基因组编辑率范围在0.03-3%之间。在这里,我们审查并提出了对CRISPR/CAS9辅助基因组工程技术的新理解,该技术可显着提高T4噬菌体的基因组编辑率。Our results indicate that crRNAs selection is a major rate limiting factor in T4 phage engineering via CRISPR/Cas9.我们能够实现多个基因的编辑率> 99%,该基因功能函数在进一步应用中功能函数。我们设想,这种改善的噬菌体工程平台将加速个性化的噬菌体疗法,生物控制和快速诊断的领域。
抗菌耐药性在全球范围内正在上升,促使噬菌体疗法的研究和发育增加(R&D)作为解决难以处理的细菌感染的一种策略。我们回顾了噬菌体治疗研究的当前状态,包括针对噬菌体研发的主要作战,认知和生物学挑战,并讨论了一些新的方法来开发最近突破性的突破,例如人工智力和合成噬菌体生产。此外,鉴于商业抗菌创新的持续困扰以及当前的公共私人努力,我们将这些研发挑战和挑战背景下,以振兴抗菌药物发现的渠道。我们以反映了在所有收入环境中易于获得新的噬菌体疗法的潜力,以更好地确保患者的访问权限,并考虑到当前公共和公共 - 私人私人解决方案的可能替代方案。
au:preeconfirnheadinglevelsarreepressedCornectedCorcely:噬菌体编码抗蛋白蛋白(ACR)蛋白质,使CRISPR-CAS细菌免疫系统失活,允许成功入侵,复制,复制和预测整合。ACR蛋白使用多种机制抑制CRISPR-CAS系统。acriia1由许多噬菌体和质粒编码,专门与Cas9 HNH结构域结合,是第一个发现抑制spycas9的ACR。在这里,我们报告了ACRIIA1诱导的spycas9和saucas9在人类细胞培养中的降解的观察,这是人类细胞中ACR诱导的CRISPR-CAS核酸酶降解的首次检查。acriia1诱导的spycas9降解被Acriia1中的突变所消除,这些突变破坏了两种蛋白质之间的直接物理相互作用。Acriia1靶向CAS9蛋白降解可以调节人类疗法中的Cas9核酸酶活性。ACRIIA1的小尺寸和特异性可用于CRISPR-CAS蛋白水解靶向嵌合体(Protac),提供了一种用于开发安全且精确的基因编辑应用的工具。
作者 SA Strathdee · 2023 年 · 被引用 308 — 23 这些动态强烈影响了微生物的进化,细菌中存在多种病毒防御系统(例如限制修饰 [RM] 和。
170 171图1。临时性靶标基因组靶标基因组进行连续编辑a。 ICOMBIBRON示意图:A 172修饰的反龙生成ssDNA,该ssDNA包含供体序列,其与173个噬菌体基因组具有同源性的编辑序列,该基因组在SSB和SSAP复制过程中整合到噬菌体基因组中。RERON 174盒子是从包含逆转录酶(RT)和NCRNA的操纵子表达的。NCRNA的反向175个抄录区域以紫色显示为浅蓝色的供体序列,176编辑位点以橙色显示。第二个操纵子表示Csprect和mutl E32K。b。左:跨lambda噬菌体编辑的噬菌体177基因组(作为所有基因组的百分比)。用正向RT-DNA进行编辑以蓝色显示,紫色为178。在每个点的空心圆中显示三个单独的重复。右:使用179的编辑位点14,126(±SD)的重稳定物明显大于DRT对照的编辑(t检验,180 P = 0.0018)。c。左:在噬菌体T7上编辑的噬菌体基因组在每个位置进行了三个重复,在b中显示181。右:用现场22,872(±SD)的重稳定子进行编辑明显大于使用182 DRT对照的编辑(t检验,p = 0.0094)。d。左:在噬菌体T5上编辑的噬菌体基因组在每个183个位置上进行了三个重复,如b所示。右:用现场27,182(±SD)的重稳定子进行编辑显着高于使用DRT对照的编辑(t检验,p <0.0001)。e。位点30,840(f)(±SD)的Lambda的编辑与185张(±SD)与大肠杆菌SSB或T7 SSB的补充表达进行了比较。SSB 186表达(单向方差分析,p <0.0001,n = 3),大肠杆菌(p = 0.005)和T7(p = <0.0001)187均显着不同,与NO NO SSB条件显着不同(Dunnett's,校正)。f。与大肠杆菌SSB或T7 SSB的补充表达相比,位点11,160(R)188(±SD)的T7编辑。SSB表达(单向方差分析,p <0.0001,n = 3)具有显着的效应,大肠杆菌(P = 0.0002)和T7 190(p = 0.0127)均显着不同,与NO SSB条件显着不同(Dunnett's,更正)。g。示意图说明191编辑噬菌体的积累,并进行了多轮编辑。h。编辑的Lambda Phage的比例192
a Department of Allied and Public Health, School of Health, Sport and Bioscience, University of East London, London, United Kingdom b Department of Research and Innovation, Medway NHS Foundation Trust, Gillingham, ME7 5NY, United Kingdom c Department of Public Health, York St John University, London, United Kingdom d Department of Chemistry and Biochemistry, University of Arizona, USA e Department of Tissue Engineering and Regenerative Medicine, Faculty of Life Science工程,FH Technikum,维也纳,奥地利,f生物科学系,卫生与生命科学学院,Teesside大学,米德尔斯堡,英国G,美国亚利桑那大学系统与工业工程系,美国尼日利亚尼日利亚大学,尼日利亚纽约市纽约市纽约市纽约市纽约市纽约市纽约市校园和米德尔斯大学,米德尔斯大学,纽约市,
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可,根据未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者(此版本于 2023 年 6 月 2 日发布。;https://doi.org/10.1101/2022.08.12.503731 doi:bioRxiv 预印本
目前,噬菌体的抗菌和治疗效果有限,主要是由于噬菌体抗性的快速出现以及大多数噬菌体分离株无法结合和感染多种临床菌株。在这里,我们讨论了如何通过基因工程的最新进展来改进噬菌体疗法。首先,我们概述了如何设计受体结合蛋白及其相关结构域以重定向噬菌体的特异性并避免抗性。接下来,我们总结了如何将噬菌体重新编程为原核基因治疗载体,以递送抗菌“有效载荷”蛋白(例如序列特异性核酸酶)以靶向复杂微生物群中的特定细胞。最后,我们描述了大数据和新型人工智能驱动的方法,这些方法可能会指导未来改进合成噬菌体的设计。
分枝杆菌噬菌体是专门感染分枝杆菌属细菌的病毒。目前已分离并鉴定了大量的分枝杆菌噬菌体,为了解其多样性和进化提供了宝贵的见解。这些噬菌体在治疗应用方面也具有巨大的潜力,特别是作为抗生素的替代品来对抗耐药性细菌菌株。在本研究中,我们报告了一种新的分枝杆菌噬菌体 Vic9 的分离和鉴定,该噬菌体使用结核分枝杆菌 mc (2)155 作为宿主菌株。Vic9 被归类为 B 簇的 B2 亚簇。形态学分析显示,Vic9 具有该亚簇的典型噬菌体结构,并形成特征性斑块。噬菌体在 30 分钟内吸附到宿主菌株细胞上,根据一步生长实验,其潜伏期持续约 90 分钟,随后是 150 分钟的生长期,平均产量约为每个受感染细胞 68 个噬菌体颗粒。在宿主范围实验中,Vic9 能有效裂解宿主菌株,并且还表现出裂解结核分枝杆菌 H37Rv 的能力,尽管接种效率较低(EOP ≈ 2 × 10 − 5),这是 B2 噬菌体的典型特征。在其他测试的分枝杆菌种中未观察到裂解。Vic9 的基因组包含 67,543 bp 的双链 DNA 并编码 89 个开放阅读框。尽管 Vic9 与其他 B2 亚簇噬菌体关系密切,但我们的分析揭示了 Vic9 的独特特征,即使在密切相关的噬菌体中也突显了其独特的特性。特别值得注意的是在负责 queuosine 生物合成的基因簇内发现了一个独特的 435 bp 序列,以及在 B1、B2 和 B3 亚簇成员之间的结构盒区(Vic_0033-Vic_0035)内发现了重组事件。这些遗传特征值得进一步研究,因为它们可能揭示噬菌体-细菌相互作用的新机制及其开发新型噬菌体治疗方法的潜力。