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研究人员开发了一个基于CRISPR的可转移和集成的I型平台来编辑超级细菌

导读 由理学院分子与细胞生物学研究部副教授严爱新博士领导的研究团队,与李嘉诚医学院微生物学系荣誉临床教授胡振宇合作 (HKU) 报告了一个可

由理学院分子与细胞生物学研究部副教授严爱新博士领导的研究团队,与李嘉诚医学院微生物学系荣誉临床教授胡振宇合作 (HKU) 报告了一个可转移和综合的 I 型 CRISPR 平台的开发,该平台可以有效地编辑铜绿假单胞菌的不同临床分离株,铜绿假单胞菌是一种能够感染各种组织和器官的超级细菌,也是医院感染的主要来源。

该技术可以加速多重耐药 (MDR) 病原体耐药决定因素的识别和新型抗耐药策略的开发。

该研究开辟了一条新的途径来对那些野生细菌物种和分离株进行基因组编辑,例如具有临床和环境意义的那些以及形成人类微生物组的那些。它还提供了一个框架来利用原核基因组中广泛存在的其他 CRISPR-Cas 系统并扩展基于 CRISPR 的工具包。该研究已发表在领先的科学期刊Nucleic Acids Research 上。

背景

CRISPR-Cas 系统包含原核生物中的适应性免疫系统,它通过切割病毒的 DNA 来解除入侵病毒的武装。由于其独特的靶向和改变 DNA 序列的能力,CRISPR-Cas 已被用作下一代基因组编辑方法。

该方法基于 2 类 II 型 CRISPR/Cas9 系统,该系统彻底改变了大量生物的遗传学和生物医学研究,并获得了 2020 年诺贝尔化学奖。然而,第 2 类 CRISPR-Cas 系统仅占原核生物中自然编码的 CRISPR-Cas 系统的约 10%。它们在编辑细菌基因组方面的应用相当有限。

值得注意的是,属于不同类别和类型的 CRISPR-Cas 系统不断被识别,它们作为扩展基于 CRISPR 的工具包的深水库。最多样化和分布最广的 CRISPR-Cas 系统是 I 型系统,它占已识别的所有 CRISPR-Cas 系统的 50%,并且有可能扩展基于 CRISPR 的工具包,并具有 2 类系统无法获得的独特优势,例如高特异性、最小的脱靶和大片段缺失能力。

然而,I 型 CRISPR-Cas 系统依赖于称为 Cascade 的多组分效应复合物来干扰 DNA,该 DNA 不易转移到异源宿主,阻碍了这些天然丰富的 CRISPR 在基因组编辑和治疗中的广泛应用。

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