Еволюція та класифікація систем CRISPR – Cas Nature Reviews Microbiology

Предмети

Анотація

Модулі CRISPR – Cas (кластеризовані регулярно взаєморозміщені короткі паліндромні повтори - асоційовані з CRISPR білки) є адаптивними системами імунітету, які є в багатьох археях та бактеріях. Ці захисні системи кодуються оперонами, які мають надзвичайно різноманітну архітектуру і високий темп розвитку як для cas гени та унікальний вміст спейсерів. Тут ми пропонуємо оновлений аналіз еволюційних взаємозв’язків між системами CRISPR – Cas та білками Cas. Окреслено три основні типи системи CRISPR – Cas, з подальшим поділом на кілька підтипів та кілька химерних варіантів. З огляду на складність геномних архітектур та надзвичайно динамічну еволюцію систем CRISPR – Cas, уніфікована класифікація цих систем повинна базуватися на безлічі критеріїв. Відповідно, ми пропонуємо „політетичну” класифікацію, яка об’єднує філогенії найпоширеніших cas гени, послідовність та організація повторень CRISPR та архітектура CRISPR–cas локуси.

Параметри доступу

Підпишіться на журнал

Отримайте повний доступ до журналу протягом 1 року

лише 4,60 € за випуск

Усі ціни вказані у нетто-цінах.
ПДВ буде додано пізніше під час оплати.

Оренда або купівля статті

Отримайте обмежений за часом або повний доступ до статей на ReadCube.

Усі ціни вказані у нетто-цінах.

еволюція

Список літератури

Deveau, H., Garneau, J. E. & Moineau, S. Система CRISPR/Cas та її роль у взаємодії фагів і бактерій. Анну. Преподобний Мікробіол. 64, 475–493 (2010).

Horvath, P. & Barrangou, R. CRISPR/Cas, імунна система бактерій та архей. Наука 327, 167–170 (2010).

Каргінов, Ф. В. і Хеннон, Г. Дж. Система CRISPR: малий захист РНК, керований бактеріями та археями. Мол. Клітинка 37, 7–19 (2010).

Кунін, Є. В. і Макарова, К. С. CRISPR-Cas: система адаптивного імунітету у прокаріотів. F1000 Біол. Респ. 1, 95 (2009).

Sorek, R., Kunin, V. & Hugenholtz, P. CRISPR - широко поширена система, що забезпечує набуту стійкість проти фагів у бактерій та архей. Nature Rev. Microbiol. 6, 181–186 (2008).

van der Oost, J., Jore, M. M., Westra, E. R., Lundgren, M. & Brouns, S. J. Адаптивний та спадковий імунітет на основі CRISPR у прокаріотів. Тенденції Biochem. Наук. 34, 401–407 (2009).

Мойка, Ф. Дж., Діез-Вілласенор, К., Сорія, Е. та Юез, Г. Біологічне значення сімейства регулярно розташованих повторень у геномах архей, бактерій та мітохондрій. Мол. Мікробіол. 36, 244–246 (2000).

Jansen, R., Embden, J. D., Gaastra, W. & Schouls, L. M. Ідентифікація генів, які пов'язані з повторами ДНК у прокаріотів. Мол. Мікробіол. 43, 1565–1575 (2002).

Макарова, К. С., Аравінд, Л., Гришин, Н. В., Рогозін, І. Б. та Коонін, Е. В. Система відновлення ДНК, специфічна для теплолюбних архей та бактерій, передбачена за допомогою аналізу геномного контексту. Нуклеїнові кислоти Res. 30, 482–496 (2002).

Болотін, А., Квінкіс, Б., Сорокін, А. та Ерліх, С. Д. Кластеризовані регулярно переміщені короткі повтори паліндрому (CRISPR) мають розпірки позахромосомного походження. Мікробіологія 151, 2551–2561 (2005).

Мойка, Ф. Дж., Діез-Вілласенор, К., Гарсія-Мартінес, Дж. І Сорія, Е. Втручаючі послідовності регулярно розташованих прокаріотичних повторів походять від чужорідних генетичних елементів. J. Mol. Евол. 60, 174–182 (2005).

Pourcel, C., Salvignol, G. & Vergnaud, G. CRISPR елементи в Yersinia pestis придбати нові повтори шляхом переважного поглинання ДНК бактеріофагів та забезпечити додаткові інструменти для еволюційних досліджень. Мікробіологія 151, 653–663 (2005).

Haft, D. H., Selengut, J., Mongodin, E. F. & Nelson, K. E. У прокаріотичних геномах існує гільдія з 45 сімейств білків, асоційованих з CRISPR (Cas), і безліч підтипів CRISPR/Cas. PLoS Comput. Біол. 1, e60 (2005).

Макарова, К.С., Гришин, Н. Біол. Прямий 1, 7 (2006).

Carthew, R. W. & Sontheimer, E. J. Походження та механізми мікроРНК та siРНК. Клітинка 136, 642–655 (2009).

Barrangou, R. et al. CRISPR забезпечує набуту стійкість до вірусів у прокаріотів. Наука 315, 1709–1712 (2007).

Гаррет, Р. А. та співавт. Імунна система сульфолобалів на основі CRISPR: складність та різноманітність. Біохім. Соц. Транс. 39, 51–57 (2011).

Manica, A., Zebec, Z., Teichmann, D. & Schleper, C. В природних умовах активність опосередкованого CRISPR захисту вірусу в гіпертермофільному археоні. Мол. Мікробіол. 80, 481–491 (2011).

Al-Attar, S., Westra, E. R., van der Oost, J. & Brouns, S. J. Кластеризовані регулярно переміщуються між собою короткі паліндромні повтори (CRISPR): ознака геніального антивірусного захисного механізму у прокаріотів. Біол. Хім. 392, 277–289 (2011).

Гарно, Дж. Е. та співавт. Бактеріальна імунна система CRISPR/Cas розщеплює ДНК бактеріофагів та плазмід. Природа 468, 67–71 (2010).

Sontheimer, E. J. & Marraffini, L. A. Slicer для ДНК. Природа 468, 45–46 (2010).

Мойка, Ф. Дж., Діез-Вілласенор, К., Гарсія-Мартінес, Дж. Мікробіологія 155, 733–740 (2009).