Evoluția și clasificarea sistemelor CRISPR - Cas Microbiologie Nature Reviews
Subiecte
Abstract
Modulele CRISPR - Cas (grupate în mod regulat, intercalate cu repetări palindromice scurte - proteine asociate cu CRISPR) sunt sisteme de imunitate adaptive care sunt prezente în multe arhee și bacterii. Aceste sisteme de apărare sunt codificate de operoni care au o arhitectură extraordinar de diversă și o rată ridicată de evoluție atât pentru cas gene și conținutul unic de distanțier. Aici oferim o analiză actualizată a relațiilor evolutive dintre sistemele CRISPR-Cas și proteinele Cas. Trei tipuri majore de sistem CRISPR - Cas sunt delimitate, cu o divizare suplimentară în mai multe subtipuri și câteva variante himerice. Având în vedere complexitatea arhitecților genomici și evoluția extrem de dinamică a sistemelor CRISPR - Cas, o clasificare unificată a acestor sisteme ar trebui să se bazeze pe criterii multiple. În consecință, propunem o clasificare „polietetică” care integrează filogeniile celor mai frecvente cas genelor, succesiunea și organizarea repetării CRISPR și arhitectura CRISPR–cas loci.
Opțiuni de acces
Abonați-vă la Jurnal
Obțineți acces complet la jurnal timp de 1 an
doar 4,60 EUR pe număr
Toate prețurile sunt prețuri NET.
TVA va fi adăugat mai târziu în casă.
Închiriați sau cumpărați articol
Obțineți acces limitat la timp sau la articol complet pe ReadCube.
Toate prețurile sunt prețuri NET.
Referințe
Deveau, H., Garneau, J. E. și Moineau, S. Sistemul CRISPR/Cas și rolul său în interacțiunile fago-bacterii. Annu. Rev. Microbiol. 64, 475–493 (2010).
Horvath, P. & Barrangou, R. CRISPR/Cas, sistemul imunitar al bacteriilor și archaea. Ştiinţă 327, 167–170 (2010).
Karginov, F. V. și Hannon, G. J. Sistemul CRISPR: apărare mică ghidată de ARN în bacterii și arhee. Mol. Celulă 37, 7-19 (2010).
Koonin, E. V. și Makarova, K. S. CRISPR-Cas: un sistem de imunitate adaptivă la procariote. F1000 Biol. reprezentant. 1, 95 (2009).
Sorek, R., Kunin, V. și Hugenholtz, P. CRISPR - un sistem răspândit care oferă rezistență dobândită împotriva fagilor din bacterii și arhaea. Natura Rev. Microbiol. 6, 181–186 (2008).
van der Oost, J., Jore, M. M., Westra, E. R., Lundgren, M. & Brouns, S. J. Imunitate adaptabilă și ereditară bazată pe CRISPR în procariote. Tendințe Biochem. Știință. 34, 401–407 (2009).
Mojica, F. J., Diez-Villasenor, C., Soria, E. & Juez, G. Semnificația biologică a unei familii de repetiții spațiate în mod regulat în genomurile Archaea, Bacteria și mitocondriile. Mol. Microbiol. 36, 244–246 (2000).
Jansen, R., Embden, J. D., Gaastra, W. & Schouls, L. M. Identificarea genelor care sunt asociate cu repetarea ADN în procariote. Mol. Microbiol. 43, 1565–1575 (2002).
Makarova, K. S., Aravind, L., Grishin, N. V., Rogozin, I. B. & Koonin, E. V. Un sistem de reparare a ADN-ului specific pentru Archaea și bacteriile termofile prezis de analiza contextului genomic. Acizi nucleici Res. 30, 482–496 (2002).
Bolotin, A., Quinquis, B., Sorokin, A. & Ehrlich, S. D. Clusterele repetate în repetate rânduri scurte de palindrom (CRISPR) au distanțieri de origine extracromozomală. Microbiologie 151, 2551–2561 (2005).
Mojica, F. J., Diez-Villasenor, C., Garcia-Martinez, J. & Soria, E. Intervențiile secvențelor de repetări procariote distanțate regulat derivă din elemente genetice străine. J. Mol. Evol. 60, 174–182 (2005).
Pourcel, C., Salvignol, G. & Vergnaud, G. CRISPR elements in Yersinia pestis dobândesc noi repetări prin absorbția preferențială a ADN-ului bacteriofagului și oferă instrumente suplimentare pentru studii evolutive. Microbiologie 151, 653–663 (2005).
Haft, D. H., Selengut, J., Mongodin, E. F. și Nelson, K. E. O breaslă de 45 de familii de proteine asociate CRISPR (Cas) și multiple subtipuri CRISPR/Cas există în genomurile procariote. PLoS Comput. Biol. 1, e60 (2005).
Makarova, K. S., Grishin, N. V., Shabalina, S. A., Wolf, Y. I. & Koonin, E. V. Un sistem imunitar bazat pe interferențe de ARN în procariote: analiza computațională a mașinilor enzimatice prezise, analogii funcționale cu RNAi eucariote și mecanisme ipotetice de acțiune. Biol. Direct 1, 7 (2006).
Carthew, R. W. & Sontheimer, E. J. Origini și mecanisme ale miARN și siARN. Celulă 136, 642-655 (2009).
Barrangou, R. și colab. CRISPR oferă rezistență dobândită împotriva virușilor din procariote. Ştiinţă 315, 1709–1712 (2007).
Garrett, R. A. și colab. Sistemele imunitare sulfolobale bazate pe CRISPR: complexitate și diversitate. Biochimie. Soc. Trans. 39, 51-57 (2011).
Manica, A., Zebec, Z., Teichmann, D. & Schleper, C. In vivo activitatea de apărare a virusului mediată de CRISPR într-un arheon hipertermofil. Mol. Microbiol. 80, 481–491 (2011).
Al-Attar, S., Westra, E. R., van der Oost, J. & Brouns, S. J. Grupate repetate repetate palindromice scurte intercalate în mod regulat (CRISPR): semnul distinctiv al unui mecanism de apărare antiviral ingenios în procariote. Biol. Chem. 392, 277–289 (2011).
Garneau, J. E. și colab. Sistemul imunitar bacterian CRISPR/Cas scindează bacteriofagul și ADN-ul plasmidic. Natură 468, 67–71 (2010).
Sontheimer, E. J. și Marraffini, L. A. Slicer pentru ADN. Natură 468, 45–46 (2010).
Mojica, F. J., Diez-Villasenor, C., Garcia-Martinez, J. & Almendros, C. Secvențe scurte de motive determină țintele sistemului de apărare CRISPR procariotă. Microbiologie 155, 733–740 (2009).