中国科大CRISPR-Cas系统调控细菌基因组重塑研究获进展

　　CRISPR-Cas（成簇的规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白质）系统是原核生物特有的一类适应性免疫系统，可以保护宿主不受外源核酸的入侵。目前关于CRISPR-Cas系统的研究主要集中在防御机制、被开发为基因编辑工具运用于原核和真核生物的基因组编辑等方面，而关于CRISPR-Cas系统对于宿主如何识别自我及外源核酸以及如何影响自身基因组稳定性的分子机制的研究较为匮乏。

　　中国科学技术大学生命科学学院孙宝林研究组发现，在携带III-A型CRISPR-Cas系统的金黄色葡萄球菌中，CRISPR-Cas系统靶向攻击宿主基因组不仅会导致宿主死亡，还可以促使宿主通过重塑基因组来逃逸自我免疫。作为金黄色葡萄球菌基因组上一类携带耐药基因的可移动遗传元件，SCCmec（葡萄球菌染色体盒式mec）元件会使金黄色葡萄球菌对β-内酰胺类抗生素产生抗性。孙宝林研究组利用CRISPR-Cas系统靶向攻击SCCmec元件上的抗性基因mecA，发现绝大多数存活细胞都发生了基因组重塑，其共同特征是在SCCmec元件内部发生了包含靶基因在内16?kb左右的大片段序列丢失。这不仅深入阐释了III-A型CRISPR-Cas系统作用的分子机制，也为CRISPR-Cas系统在细菌病原体的临床感染治疗的应用提供了新的策略。

　　相关研究成果以Chromosomal?Targeting?by?the?Type?III-A?CRISPR-Cas System Can Reshape Genomes in Staphylococcus aureus为题，发表在mSphere上。该项目得到了国家自然科学基金和中科院战略性先导科技专项的资助。