合成生物催化剂工程,摘译自:

https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab821/6374180  

除了提供适应性免疫,ICRISPR-Cas最近被发现具有CRISPR调控的毒素抗毒素(CreTARNA对,它利用非规范向导RNA(CreA)转录抑制RNA毒素(CreT),从而保护自身效应模块不被攻击,是宿主对CRISPR-Cas上瘾。今年,来自中科院北京微生物研究所的向华等在Science发表文章,他们研究了来源于西班牙盐盒菌的CreTA模块,其中CreT是一个具有4个密码子的开放阅读框,其中两个是精氨酸稀有密码子AGA,它可以耗竭内源的稀有tRNAArgUCU抑制细胞生长;而CreA是缺乏典型3’handlecrRNA变体,它通过与毒素基因启动子的部分碱基互补配对抑制毒素的表达。这样的CreTA模块在序列上是缺乏保守性且多样的,所以需要进一步的生物信息学分析预测其他物种中的CreTA模块。

近期,向华和李明等在Nucleic Acids Research发表题为“Divergent degeneration of creA antitoxin genes from minimal CRISPRs and the convergent strategy of tRNA-sequestering CreT toxins”的论文。他们发现,对于大多数古菌和细菌CreTA模块,creA基因两侧实际上携带CRISPR重复序列,它们高度分化和退化。通过深度测序,他们发现这两个重复序列分别产生一个8 nt5’handle和一个22 nt3’handle,是典型CRISPR RNA的保守元件,表明它们都保留了在分化退化过程中Cas6加工的关键核苷酸。他们还发现了一种最小的CreT毒素,它能耗竭罕见的异亮氨酸tRNA tRNAIle CAU,它有一个包含两个连续AUA密码子的六密码子开放阅读框。为了充分缓解tRNAIleCAU的毒性,可以通过过表达tRNAIleCAU和提供额外的胍丁胺(修饰tRNAIle CAU的摆动碱基翻译AUA密码子)。通过将AUA替换为AGA/AGG密码子,他们对该毒素进行了重编程,以耗竭稀有的精氨酸tRNAs

这些数据为CreTA的起源和未来的预测提供了必要的信息,并丰富了对CRISPR-Cas利用tRNA隔离的小RNA使宿主上瘾这方面的知识。 

(杨思琪 摘译)


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