带有短RNA的活CRISPR-Cas9抑制了靶向基因的转录

基因组工程师一直在使用CRISPR-Cas9的催化死亡形式来干扰选定基因的转录。细菌可以做类似的事情，除了细菌可以使用具有催化活性的CRISPR-Cas9。换句话说，细菌部署了CRISPR-Cas9，它完全能够剪断DNA，但不能这样做。取而代之的是，它隐约出现在达摩克利斯式剪刀基因上，从而抑制了该基因的表达。

在细菌中，CRISPR-Cas9以其在免疫防御中的作用而闻名，也就是说，它可以切割噬菌体用来感染宿主的外源DNA。埃默里大学医学院和马克斯·普朗克病原学研究室的科学家报告说，CRISPR-Cas9还可以帮助细菌调节内源基因。根据这些科学家的说法，致病性细菌弗朗西斯菌新孢子虫使用CRISPR-Cas9调节该细菌毒力必不可少的基因的表达。不涉及切割。只是夸张的忍耐。

这项工作的细节出现在6月27日的《分子细胞》杂志上，标题为“ 催化活性的Cas9介导转录干扰以促进细菌毒力”。该文章描述了CRISPR-Cas9控制四种毒力基因的高度特异性调节子的机制。 。

该文章的作者写道：“调节是通过Cas9与其原始间隔物相邻基序(PAM)相互作用来实现的，Cas9与其内源性DNA靶标相互作用，这取决于非规范小RNA(scaRNA)和tracrRNA。” “ scaRNA与内源性DNA靶标之间的互补性有限，无法进行切割，这突显了scaRNA的进化以抑制转录而不会致命地靶向染色体。”

图形摘要说明CRISPR-Cas9如何参与细菌的免疫防御或基因调控。[分子细胞]

Emory微生物学家David Weiss博士及其同事几年前在寻找调节诺维达氏菌毒力的基因时已鉴定出Cas9 。F. novicida是引起Tularemia的细菌的近亲，它在哺乳动物细胞内生长。为了阐明为什么Cas9对毒力很重要，由Weiss领导的实验室的研究人员与马克斯·普朗克感染生物学研究所所长Emmanuelle Charpentier博士领导的德国研究人员进行了合作，他的研究工作是CRISPR / Cas9核酸酶导致它被用作基因编辑工具。

研究人员确定，当CRISPR-Cas9起到阻断基因活性的作用时，核酸酶使用另一种指导RNA序列，即一种较短的指导RNA，它可以靶向结合，但不允许核酸酶切割任何DNA。有针对性的。

该文章的作者补充说：“我们证明了scaRNA可以重新编程以抑制其他基因。” 实际上，研究人员能够重新设计CRISPR-Cas9来抑制新的靶标，该靶标可使细菌对最后一道抗生素产生抵抗力，并使细菌对抗生素治疗重新敏感。研究人员还证明，“通过与外源靶点进行工程改造，扩展的互补性，重新利用的scaRNA：tracrRNA-FnoCas9机器也可以指导DNA切割。”

研究人员认为，天然CRISPR-Cas9转录干扰“可能代表了广泛的调节功能范式，这可能对众多编码Cas9的病原性和共生生物的生理至关重要。”例如，CRISPR-Cas9可以帮助多种生物细菌引起疾病。

分子细胞论文的第一作者研究生汉娜·拉特纳(Hannah Ratner)指出：“这些发现增加了开启和关闭基因可能是Cas9在多种细菌中的广泛功能的可能性。” 这项研究提出的一个问题是，Cas9抑制转录的能力是否可以帮助解释大量未鉴定的Cas9靶标。

“相同蛋白质的可编程性具有多种不同功能，这突出并扩展了Cas9在基因组工程应用中令人难以置信的多功能性。”

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