|
來源：生物世界 2023-09-04 11:49
這一研究發(fā)現(xiàn)不僅從全新視角闡釋了CRISPR-Cas如何協(xié)調(diào)crRNA和 Cas 蛋白的表達(dá)這一領(lǐng)域內(nèi)基本科學(xué)問題，而且揭示了一種作用于轉(zhuǎn)錄水平的anti-anti-CRISPR新策略。
細(xì)菌CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)由CRISPR結(jié)構(gòu)和Cas蛋白組成，而Cas蛋白的表達(dá)如何適應(yīng)時(shí)刻變化的CRISPR結(jié)構(gòu)和crRNA表達(dá)量是該領(lǐng)域長期懸而未決的基本科學(xué)問題。
2021年，中國科學(xué)院微生物所向華、李明團(tuán)隊(duì)在 Science 期刊發(fā)表研究論文，國際上首次報(bào)道了CRISPR的護(hù)衛(wèi)RNA元件，即一對受CRISPR-Cas調(diào)控的雙RNA型毒素-抗毒素系統(tǒng)，命名為CreTA （CRISPR-regulated toxin-antitoxin）。
CRISPR-Cas系統(tǒng)與CreTA毒素-抗毒素系統(tǒng)的互作機(jī)制
2023年9月1日，中國科學(xué)院微生物研究所李明團(tuán)隊(duì)和向華團(tuán)隊(duì)在 Cell Host & Microbe 期刊發(fā)表了題為：Widespread RNA-base cas regulation monitors crRNA abundance and anti-CRISPR proteins 的研究論文，該研究揭示了CRISPR護(hù)衛(wèi)RNA的全新生理功能。
研究團(tuán)隊(duì)在之前研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，抗毒素CreA不僅指導(dǎo)Cas蛋白抑制毒素creT基因的表達(dá)，使菌體細(xì)胞對Cas蛋白“成癮”（一旦Cas蛋白被失活或抑制，毒素將表達(dá)殺死菌體），而且能夠介導(dǎo)Cas蛋白的自抑制調(diào)控回路，從而有效避免Cas蛋白過度表達(dá)導(dǎo)致的能量負(fù)擔(dān)和自免疫風(fēng)險(xiǎn)（靶向自身DNA）。
通過大量生信分析，他們發(fā)現(xiàn)CreA的類似分子（由于大多缺乏偶聯(lián)的CreT毒素，因此稱為Cas-regulating RNA，即CreR）廣泛存在于Class 1和Class 2的CRISPR系統(tǒng)中（主要是I型和V-A型）。
更重要的是，這些CreR（或CreA）分子介導(dǎo)的Cas蛋白自調(diào)控回路不僅可以感應(yīng)胞內(nèi)crRNA的濃度，實(shí)現(xiàn)兩者的協(xié)調(diào)表達(dá)；而且能夠有效感應(yīng)噬菌體攜帶的anti-CRISPR（Acr）蛋白，從而快速激活Cas蛋白的高水平表達(dá)，以應(yīng)對Acr的攻擊。
CreR介導(dǎo)的Cas效應(yīng)蛋白的自我調(diào)控機(jī)制
這一研究發(fā)現(xiàn)不僅從全新視角闡釋了CRISPR-Cas如何協(xié)調(diào)crRNA和 Cas 蛋白的表達(dá)這一領(lǐng)域內(nèi)基本科學(xué)問題，而且揭示了一種作用于轉(zhuǎn)錄水平的anti-anti-CRISPR新策略。
中國科學(xué)院微生物研究所李明團(tuán)隊(duì)的博士生劉超、博士后王銳、程飛躍、舒憲和中國科學(xué)院微生物研究所副研究員李潔為該論文的并列第一作者，微生物研究所李明研究員和向華研究員為該論文的共同通訊作者。 |
