检测已知CRISPR-Cas系统及发掘未知Cas蛋白
CRISPR-Cas系统是一种RNA引导的序列特异性核酸内切酶复合物。这类系统在原核生物的进化中为其提供适应性免疫防御，以靶向和切割源自噬菌体和其他外源遗传物质的核酸。自CRISPR-Cas系统问世以来，围绕这类仅存在细菌/古细菌体内的特殊免疫系统的研究层出不穷。CRISPR-Cas系统也不再是单纯的细菌抵御外源核酸的免疫机制，它成为了一种用作基因组编辑和核酸检测的全新工具。与以往的锌指核酸酶（Zinc Finger Nuclease，ZFN）技术、类转录激活因子效应物核酸酶（Transcription Activator-like Effector Nuclease，TALEN）技术不同，CRISPR-Cas基因编辑技术具有可编程、低成本、易操作等优点，被广泛应用于生物学的各个领域。虽然目前已经成功鉴定了CRISPR-Cas9、CRISPR-Cas12和CRISPR-Cas13等成熟的系统，但我们却对这类系统的起源和进化知之甚少，无法完整地还原这类系统的演化过程。同时，由于绝大部分的细菌/古细菌无法在实验室中正常培养生长，这也导致了可能仍有不少同为CRISPR-Cas系统的不同类型系统未被研究者发现。 在本研究中，作者将对CRISPR-Cas系统的发展、组成、分类及各类型功能进行概述，同时还将提供一种基于HMMER比对及Cas蛋白图谱的针对已知CRISPR-Cas基因簇进行类型分配和未知Cas蛋白发掘的自定义计算管线。研究者可直接输入基因组/宏基因组拼接数据（Scaffolds/Contigs），经过计算管线的检测CRISPR基因座及Cas同源蛋白比对步骤，最终可得到序列内包含的已知CRISPR-Cas系统相关数据及未知的Cas蛋白的相关信息。此外，本文通过计算管线对两组来源不同的数据集进行了详细的分析，验证了该计算管线对已知CRISPR-Cas系统的检测能力外，还得出了9个可能具备CRISPR-Cas相关功能的大于800aa的蛋白，并对其中最有可能的3个Cas蛋白所在的CRISPR基因簇提出了可能具备的CRISPR免疫机制猜想。
细菌免疫;CRISPR-Cas系统;Cas蛋白;蛋白发掘
上海师范大学
硕士
微生物学
王金
2021
中文
Q939.1
2021-11-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）