合成生物催化剂工程,摘译自:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1931312821004170?via%3Dihub

CRISPR-Cas系统通过编码RNA引导的Cas核酸酶来识别和切割病毒基因组,从而使细菌对病毒免疫。PAM或种子序列的突变都会导致入侵者逃避CRISPR免疫。有研究表明,在大肠杆菌中T4噬菌体逃逸II-ACRIRPS-Cas免疫产生的突变在感染过程中积累,这表明突变不太可能预先存在,而是在Cas9切割后重新引入。然而,这些突变是如何产生的还不清楚。细菌和它们的病毒各自编码重组系统,可以修复被切割的病毒DNAλ噬菌体的Red系统(gam-exo-bet)可以促进相关噬菌体之间的重组。在大肠杆菌中,主要的同源重组途径是RecABCD,其中RecBCD是外切酶,RecA是重组酶。然而,目前尚不清楚这些系统是否以及如何影响CRISPR免疫。

近期,来自洛克菲勒大学的Luciano A. MarraffiniJoshua W. Modell等人表明噬菌体λ Red也介导了IIICRISPR-Cas靶向的逃逸,相关文章发表在Cell Host&MicrobeViral recombination systems limit CRISPR-Cas targeting through the generation of escape mutationsGam抑制宿主大肠杆菌RecBCD重组系统,允许噬菌体Exo-Beta重组和修复被切割的DNA,这促进了CRISPR靶序列突变的产生。宿主和噬菌体突变都能使噬菌体DNA利用RecABCD进行修复,但在产生大量逃避CRISPR靶点的噬菌体方面,Red重组明显比宿主的RecBCD-RecA更有效。

这些结果揭示了Red-like系统在保护噬菌体对抗序列特异性核酸酶方面的作用,这可能有助于它们在病毒基因组中的传播。该研究为λ Red系统以及其他类似的噬菌体重组系统定义了一种额外的功能,即通过修复双链断裂来逃避CRISPR-Cas靶向。

(杨思琪 摘译)


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