mLife | 噬菌体反制细菌CRISPR-Cas的新手段——非经典抗CRISPR蛋白机制研究进展

本文是由北京化工大学冯越/张怡团队与宜春学院杨灵光团队合作发表的综述，系统总结了近年来抗CRISPR蛋白（Acr）在非经典抑制机制方面的研究进展。背景方面，CRISPR-Cas系统是原核生物抵抗外源遗传元件的重要免疫机制，而噬菌体通过演化出抗CRISPR蛋白（Acr）进行反制。传统Acr蛋白主要通过空间位阻抑制Cas效应器，但近年研究发现其存在多种非经典机制。研究目的旨在系统梳理这些非经典抑制机制，包括：在间隔序列获取阶段通过乙酰化修饰干扰整合酶复合物组装；在表达与加工阶段通过翻译偶联的mRNA降解或主动解离已组装的复合物；在干扰阶段通过ADP-核糖基转移酶修饰、结合R-loop结构或消耗成熟crRNA等方式。结论指出，这些非经典Acr蛋白机制具有催化效率高、特异性强等特点，通过构象劫持、分子模拟和催化再利用等方式实现高效抑制。它们不仅是噬菌体与宿主协同进化的重要产物，还为CRISPR-Cas技术提供了天然调控工具，在基因编辑时空控制、构建可重置诊断系统等方面具有广阔应用前景。