合成生物催化剂 来源: https://www.nature.com/articles/s41564-019-0400-2

CRISPR-cas系统是细菌或古细菌的适应性免疫系统,保护原核生物免受病毒和质粒入侵者的侵害。在病毒(噬菌体)感染后,一小部分原核细胞能够将入侵者基因组的小序列整合到CRISPR阵列中,这些称为spacer的序列被转录并加工成小的CRISPR RNA,其与Cas核酸酶结合用于靶向入侵的病毒DNACRISPR-cas基因簇广泛分布在整个微生物基因组中,且发现存在水平基因转移的标志,但CRISPR-cas传播的驱动因素仍不清楚。最近发表在《Nature Microbiology》的“Recombination between phages and CRISPR−cas loci facilitates horizontal gene transfer in staphylococci”揭示了此驱动因素。

研究者发现噬菌体85,ΦNM1,ΦNM4和Φ12等噬菌体的靶标均可以与葡萄球菌中染色体或质粒携带的CRISPR基因座中的所对应噬菌体来源的spacer重组,导致CRISPR相邻基因的转移或获得性免疫系统向群体中其他细菌的繁殖(图1)。此研究揭示,spacer序列不仅可以是Cas核酸酶的向导,还可以促进水平基因转移,是CRISPR-cas基因簇水平转移的驱动因素.


1 spacer介导的pCRISPR转导模式图

综上,细菌获得spacer不仅是为了结合外来序列进行防御捕食,而且是为了劫持这些元素的群聚机制,使其在原核生物种群中传播。

(杨萍 摘译)


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