Các chuỗi động thái ngắn xác định các mục tiêu của hệ thống bảo vệ CRISPR ở vi sinh vật nhân sơ
Tóm tắt
Các trình tự lặp lại ngắn được phân tách thường xuyên (CRISPR) và các protein liên quan đến chúng (CAS) cấu thành một hệ thống phòng vệ chống virus mới mẻ phổ biến trong các prokaryotes. Các trình tự lặp lại được phân tách bởi các đoạn không mã hóa (spacer), một số đoạn trong số đó tương đồng với các trình tự trong các yếu tố di truyền di động. Mặc dù toàn bộ quá trình liên quan vẫn chưa được xác định rõ ràng, nhưng người ta đã biết rằng các đoạn không mã hóa mới được đưa vào vị trí CRISPR của vật chủ trong suốt thách thức từ virus (phage), giúp tạo ra khả năng kháng lại virus một cách đặc hiệu. Hơn nữa, đã được chứng minh rằng sự can thiệp như vậy dựa trên các RNA nhỏ mang theo các đoạn không mã hóa. Những RNA này sẽ hướng dẫn hệ thống bảo vệ tới các phân tử bên ngoài mang theo các trình tự phù hợp với các đoạn không mã hóa. Dù vai trò này là rất thiết yếu, nhưng cơ chế tiếp nhận các đoạn không mã hóa vẫn chưa được giải quyết. Một bước tiến đầu tiên đến từ việc phát hiện các động thái liên quan đến các nguyên liệu đoạn không mã hóa (proto-spacers) của
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Altschul, 1997, Gapped blast and psi-blast: a new generation of protein database search programs, Nucleic Acids Res, 25, 3389, 10.1093/nar/25.17.3389
Barrangou, 2007, CRISPR provides acquired resistance against viruses in prokaryotes, Science, 315, 1709, 10.1126/science.1138140
Beloglazova, 2008, A novel family of sequence-specific endoribonucleases associated with the clustered regularly interspaced short palindromic repeats, J Biol Chem, 283, 20361, 10.1074/jbc.M803225200
Bolotin, 2005, Clustered regularly interspaced short palindrome repeats (CRISPRs) have spacers of extrachromosomal origin, Microbiology, 151, 2551, 10.1099/mic.0.28048-0
Brennecke, 2007, Discrete small RNA-generating loci as master regulators of transposon activity in Drosophila, Cell, 128, 1089, 10.1016/j.cell.2007.01.043
Brouns, 2008, Small CRISPR RNAs guide antiviral defense in prokaryotes, Science, 321, 960, 10.1126/science.1159689
DeBoy, 2006, Chromosome evolution in the Thermotogales: large-scale inversions and strain diversification of CRISPR sequences, J Bacteriol, 188, 2364, 10.1128/JB.188.7.2364-2374.2006
Deveau, 2008, Phage response to CRISPR-encoded resistance in Streptococcus thermophilus, J Bacteriol, 190, 1390, 10.1128/JB.01412-07
Ebihara, 2006, Crystal structure of hypothetical protein TTHB192 from Thermus thermophilus HB8 reveals a new protein family with an RNA recognition motif-like domain, Protein Sci, 15, 1494, 10.1110/ps.062131106
Haft, 2005, A guild of 45 CRISPR-associated (Cas) protein families and multiple CRISPR/Cas subtypes exist in prokaryotic genomes, PLoS Comput Biol, 1, e60, 10.1371/journal.pcbi.0010060
Horvath, 2008, Diversity, activity and evolution of CRISPR loci in Streptococcus thermophilus, J Bacteriol, 190, 1401, 10.1128/JB.01415-07
Ishino, 1987, Nucleotide sequence of the iap gene, responsible for alkaline phosphatase isozyme conversion in Escherichia coli, and identification of the gene product, J Bacteriol, 169, 5429, 10.1128/JB.169.12.5429-5433.1987
Jansen, 2002, Identification of genes that are associated with DNA repeats in prokaryotes, Mol Microbiol, 43, 1565, 10.1046/j.1365-2958.2002.02839.x
Kojima, 2008, Systematic survey for novel types of prokaryotic retroelements based on gene neighbourhood and protein architecture, Mol Biol Evol, 25, 1395, 10.1093/molbev/msn081
Kunin, 2007, Evolutionary conservation of sequence and secondary structures in CRISPR repeats, Genome Biol, 8, R61, 10.1186/gb-2007-8-4-r61
Lillestøl, 2006, A putative viral defence mechanism in archaeal cells, Archaea, 2, 59, 10.1155/2006/542818
Makarova, 2002, A DNA repair system specific for thermophilic Archaea and bacteria predicted by genomic context analysis, Nucleic Acids Res, 30, 482, 10.1093/nar/30.2.482
Makarova, 2006, A putative RNA-interference-based immune system in prokaryotes: computational analysis of the predicted enzymatic machinery, functional analogies with eukaryotic RNAi, and hypothetical mechanisms of action, Biol Direct, 1
Mandin, 2007, Identification of new noncoding RNAs in Listeria monocytogenes and prediction of mRNA targets, Nucleic Acids Res, 35, 962, 10.1093/nar/gkl1096
Mojica, 1995, Long stretches of short tandem repeats are present in the largest replicons of the Archaea Haloferax mediterranei and Haloferax volcanii and could be involved in replicon partitioning, Mol Microbiol, 17, 85, 10.1111/j.1365-2958.1995.mmi_17010085.x
Mojica, 2000, Biological significance of a family of regularly spaced repeats in the genomes of Archaea, Bacteria and mitochondria, Mol Microbiol, 36, 244, 10.1046/j.1365-2958.2000.01838.x
Mojica, 2005, Intervening sequences of regularly spaced prokaryotic repeats derive from foreign genetic elements, J Mol Evol, 60, 174, 10.1007/s00239-004-0046-3
Ochman, 1984, Standard reference strains of Escherichia coli from natural populations, J Bacteriol, 157, 690, 10.1128/jb.157.2.690-693.1984
Pourcel, 2005, CRISPR elements in Y ersinia pestis acquire new repeats by preferential uptake of bacteriophage DNA, and provide additional tools for evolutionary studies, Microbiology, 151, 653, 10.1099/mic.0.27437-0
Riehle, 2001, Genetic architecture of thermal adaptation in Escherichia coli, Proc Natl Acad Sci U S A, 98, 525, 10.1073/pnas.98.2.525
Schneider, 1990, Sequence logos: a new way to display consensus sequences, Nucleic Acids Res, 18, 6097, 10.1093/nar/18.20.6097
Sorek, 2008, CRISPR – a widespread system that provides acquired resistance against phages in bacteria and archaea, Nat Rev Microbiol, 6, 181, 10.1038/nrmicro1793
Tang, 2002, Identification of 86 candidates for small non-messenger RNAs from the archaeon Archaeoglobus fulgidus, Proc Natl Acad Sci U S A, 99, 7536, 10.1073/pnas.112047299
Tang, 2005, Identification of novel non-coding RNAs as potential antisense regulators in the archaeon Sulfolobus solfataricus, Mol Microbiol, 55, 469, 10.1111/j.1365-2958.2004.04428.x