stringtranslate.com

КРИСПР

CRISPR ( / ˈk rɪ s pər / ) ( аббревиатура от clustered r regularly interspaced s hort p alindromic r epeats) — это семейство последовательностей ДНК , обнаруженных в геномах прокариотических организмов, таких как бактерии и археи . [ 2] Каждая последовательность в отдельной прокариотической клетке происходит от фрагмента ДНК бактериофага , который ранее инфицировал прокариоту или одного из его предков. [3] [4] Эти последовательности используются для обнаружения и уничтожения ДНК подобных бактериофагов во время последующих инфекций. Следовательно, эти последовательности играют ключевую роль в противовирусной (т. е. антифаговой ) системе защиты прокариот и обеспечивают форму наследуемого, [3] приобретенного иммунитета . [2] [5] [6] [7] CRISPR обнаружен примерно в 50% секвенированных бактериальных геномов и почти в 90% секвенированных архей. [3]

Схема прокариотического механизма противовирусной защиты CRISPR [8]

Cas9 (или «CRISPR-ассоциированный белок 9») — это фермент , который использует последовательности CRISPR в качестве руководства для распознавания и открытия определенных цепей ДНК, которые комплементарны последовательности CRISPR. Ферменты Cas9 вместе с последовательностями CRISPR составляют основу технологии, известной как CRISPR-Cas9 , которая может использоваться для редактирования генов в живых организмах. [9] [10] Этот процесс редактирования имеет широкий спектр применений, включая фундаментальные биологические исследования, разработку биотехнологических продуктов и лечение заболеваний. [11] [12] Разработка метода редактирования генома CRISPR-Cas9 была отмечена Нобелевской премией по химии в 2020 году, присужденной Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна . [13] [14]

История

Повторяющиеся последовательности

Открытие кластеризованных повторов ДНК произошло независимо в трех частях света. Первое описание того, что позже будет называться CRISPR, принадлежит исследователю из Университета Осаки Ёсидзуми Ишино и его коллегам в 1987 году. Они случайно клонировали часть последовательности CRISPR вместе с геном «iap» (изоферментное преобразование щелочной фосфатазы) из своего целевого генома, геном Escherichia coli . [15] [16] Организация повторов была необычной. Повторяющиеся последовательности обычно располагаются последовательно, без вкрапления других последовательностей. [12] [16] Они не знали функцию прерванных кластеризованных повторов.

В 1993 году исследователи Mycobacterium tuberculosis в Нидерландах опубликовали две статьи о кластере прерванных прямых повторов (DR) в этой бактерии. Они распознали разнообразие последовательностей, которые вмешивались в прямые повторы среди различных штаммов M. tuberculosis [17] , и использовали это свойство для разработки метода типирования, называемого сполиготипированием , который используется и по сей день. [18] [19]

Франсиско Мохика из Университета Аликанте в Испании изучал функцию повторов в архейных видах Haloferax и Haloarcula . Научный руководитель Мохики предположил, что кластеризованные повторы играют роль в правильном разделении реплицированной ДНК в дочерние клетки во время деления клеток, поскольку плазмиды и хромосомы с идентичными массивами повторов не могли сосуществовать в Haloferax volcanii . Транскрипция прерванных повторов также была отмечена впервые; это была первая полная характеристика CRISPR. [19] [20] К 2000 году Мохика и его студенты после автоматизированного поиска опубликованных геномов идентифицировали прерванные повторы у 20 видов микробов как принадлежащие к одному семейству. [21] Поскольку эти последовательности были расположены между ними, Мохика изначально назвал эти последовательности «короткими регулярно расположенными повторами» (SRSR). [22] В 2001 году Мохика и Рууд Янсен, которые искали дополнительные прерванные повторы, предложили аббревиатуру CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), чтобы объединить многочисленные аббревиатуры, используемые для описания этих последовательностей. [20] [23] В 2002 году Тан и др. представили доказательства того, что области повторов CRISPR из генома Archaeoglobus fulgidus транскрибировались в длинные молекулы РНК, впоследствии перерабатываемые в малые РНК единичной длины, а также в некоторые более длинные формы из 2, 3 или более единиц спейсерного повтора. [24] [25]

В 2005 году исследователь йогурта Родольф Баррангу обнаружил, что Streptococcus thermophilus после итеративных фаговых инфекций развивает повышенную устойчивость к фагам из-за включения дополнительных последовательностей спейсера CRISPR. [26] Работодатель Баррангу, датская пищевая компания Danisco, затем разработала устойчивые к фагам штаммы S. thermophilus для производства йогурта. Позднее Danisco была куплена компанией DuPont , которой принадлежит около 50 процентов мирового рынка молочных культур, и технология широко распространилась. [27]

CRISPR-ассоциированные системы

Значительный прогресс в понимании CRISPR произошел с наблюдением Янсена, что кластер повторов прокариот сопровождается четырьмя гомологичными генами, которые составляют системы, связанные с CRISPR, cas 1–4. Белки Cas показали мотивы геликазы и нуклеазы , что предполагает роль в динамической структуре локусов CRISPR. [28] В этой публикации аббревиатура CRISPR использовалась как универсальное название этого паттерна, но его функция оставалась загадочной.

Упрощенная схема локуса CRISPR. Показаны три основных компонента локуса CRISPR: гены cas , лидерная последовательность и массив повторов-спейсеров. Повторы показаны в виде серых квадратов, а спейсеры — цветными полосами. Расположение трех компонентов не всегда такое, как показано. [29] [30] Кроме того, в одном геноме может присутствовать несколько CRISPR с похожими последовательностями, только один из которых связан с генами cas . [31]

В 2005 году три независимые исследовательские группы показали, что некоторые спейсеры CRISPR получены из фаговой ДНК и внехромосомной ДНК, такой как плазмиды . [32] [33] [34] По сути, спейсеры представляют собой фрагменты ДНК, собранные из вирусов, которые ранее атаковали клетку. Источник спейсеров был признаком того, что система CRISPR- cas может играть роль в адаптивном иммунитете у бактерий . [29] [35] Все три исследования, предлагающие эту идею, изначально были отклонены известными журналами, но в конечном итоге появились в других журналах. [36]

Первая публикация [33], предлагающая роль CRISPR-Cas в микробном иммунитете, Мохика и его коллеги из Университета Аликанте , предсказали роль транскрипта РНК спейсеров в распознавании цели в механизме, который может быть аналогичен системе РНК-интерференции, используемой эукариотическими клетками. Кунин и его коллеги расширили эту гипотезу РНК-интерференции, предложив механизмы действия для различных подтипов CRISPR-Cas в соответствии с предсказанной функцией их белков. [37]

Экспериментальная работа нескольких групп выявила основные механизмы иммунитета CRISPR-Cas. В 2007 году были опубликованы первые экспериментальные доказательства того, что CRISPR является адаптивной иммунной системой. [6] [12] Регион CRISPR в Streptococcus thermophilus приобрел спейсеры из ДНК заражающего бактериофага . Исследователи манипулировали устойчивостью S. thermophilus к различным типам фагов, добавляя и удаляя спейсеры, последовательность которых соответствовала обнаруженным в тестируемых фагах. [38] [39] В 2008 году Браунс и Ван дер Ост идентифицировали комплекс белков Cas, названный Cascade, который в E. coli разрезает предшественника РНК CRISPR внутри повторов на зрелые молекулы РНК, содержащие спейсеры, называемые CRISPR РНК (crRNA), которые оставались связанными с белковым комплексом. [40] Более того, было обнаружено, что Cascade, crRNA и геликаза/нуклеаза ( Cas3 ) необходимы для обеспечения бактериального хозяина иммунитетом против заражения ДНК -вирусом . Разрабатывая антивирусный CRISPR, они продемонстрировали, что две ориентации crRNA (смысловая/антисмысловая) обеспечивают иммунитет, указывая на то, что направляющие crRNA нацелены на dsDNA . В том же году Марраффини и Зонтхаймер подтвердили, что последовательность CRISPR S. epidermidis нацелена на ДНК, а не на РНК, чтобы предотвратить конъюгацию . Это открытие противоречило предложенному механизму иммунитета CRISPR-Cas, подобному РНК-интерференции, хотя система CRISPR-Cas, нацеленная на чужеродную РНК, была позже обнаружена у Pyrococcus furiosus . [12] [39] Исследование 2010 года показало, что CRISPR-Cas разрезает нити как фаговой, так и плазмидной ДНК у S. thermophilus . [41]

Cas9

Более простая система CRISPR из Streptococcus pyogenes основана на белке Cas9 . Эндонуклеаза Cas9 представляет собой четырехкомпонентную систему, которая включает две небольшие молекулы: crRNA и трансактивирующую РНК CRISPR (tracrRNA). [42] [43] В 2012 году Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье переделали эндонуклеазу Cas9 в более управляемую двухкомпонентную систему, объединив две молекулы РНК в « однонаправленную РНК », которая при объединении с Cas9 могла находить и разрезать целевую ДНК, указанную направляющей РНК. [44] Этот вклад был настолько значительным, что был отмечен Нобелевской премией по химии в 2020 году. Манипулируя нуклеотидной последовательностью направляющей РНК, искусственную систему Cas9 можно было запрограммировать на нацеливание любой последовательности ДНК для разделения. [44] Другое сотрудничество, включающее Виргиниюса Шикшниса , Гасиунаса, Баррангу и Хорвата, показало, что Cas9 из системы CRISPR S. thermophilus также может быть перепрограммирован для нацеливания на выбранный ими сайт путем изменения последовательности его crRNA. Эти достижения подпитывали усилия по редактированию геномов с помощью модифицированной системы CRISPR-Cas9. [19]

Группы под руководством Фэн Чжана и Джорджа Чёрча впервые одновременно опубликовали описания редактирования генома в культурах клеток человека с использованием CRISPR-Cas9. [12] [45] [46] С тех пор он использовался в широком спектре организмов, включая пекарские дрожжи ( Saccharomyces cerevisiae ), [47] [48] [49] условно-патогенный микроорганизм Candida albicans , [50] [51] данио-рерио ( Danio rerio ), [52] плодовых мушек ( Drosophila melanogaster ), [53] [54] муравьев ( Harpegnathos saltator [55] и Ooceraea biroi [56] ), комаров ( Aedes aegypti [57] ), нематод ( Caenorhabditis elegans ), [58] растений, [59] мышей ( Mus musculus domesticus ) , [60] [61] обезьян [62] и человеческих эмбрионов. [63]

CRISPR был модифицирован для создания программируемых факторов транскрипции , которые позволяют активировать или подавлять целевые гены. [64]

Схема нуклеаз CRISPR Cas12a и Cas9 с указанием положения расщепления ДНК относительно их последовательностей PAM в увеличенном масштабе

Было показано, что система CRISPR-Cas9 эффективно редактирует гены в трехъядерных зиготах человека, как впервые описано в статье 2015 года китайских ученых П. Ляна и И. Сюй. Система успешно расщепила мутантный бета-гемоглобин ( HBB ) в 28 из 54 эмбрионов. Четыре из 28 эмбрионов были успешно рекомбинированы с использованием донорского шаблона. Ученые показали, что во время рекомбинации ДНК расщепленной цепи гомологичная эндогенная последовательность HBD конкурирует с экзогенным донорским шаблоном. Репарация ДНК в человеческих эмбрионах гораздо сложнее и специфичнее, чем в полученных стволовых клетках. [65]

Cas12a

В 2015 году нуклеаза Cas12a (ранее называвшаясяCpf1 [66] ) был охарактеризован в системе CRISPR-Cpf1 бактерии Francisella novicida . [67] [68] Его первоначальное название, полученное из определения семейства белков TIGRFAMs, созданного в 2012 году, отражает распространенность его подтипа CRISPR-Cas в линиях Prevotella и Francisella . Cas12a показал несколько ключевых отличий от Cas9, в том числе: вызывает «ступенчатый» разрез двухцепочечной ДНК в отличие от «тупого» разреза, производимого Cas9, опирается на «богатый T» PAM (предоставляя альтернативные сайты нацеливания для Cas9) и требует только CRISPR РНК (crRNA) для успешного нацеливания. Напротив, Cas9 требует как crRNA, так и трансактивирующую crRNA (tracrRNA).

Эти различия могут дать Cas12a некоторые преимущества перед Cas9. Например, небольшие crRNA Cas12a идеально подходят для мультиплексного редактирования генома, так как больше из них можно упаковать в один вектор, чем sgRNA Cas9. Липкие 5'-выступы, оставленные Cas12a, также можно использовать для сборки ДНК, которая гораздо более специфична для мишени, чем традиционное клонирование ферментами рестрикции. [69] Наконец, Cas12a расщепляет ДНК на 18–23 пары оснований ниже по течению от сайта PAM. Это означает, что после восстановления последовательность распознавания не нарушается, и поэтому Cas12a обеспечивает несколько раундов расщепления ДНК. Напротив, поскольку Cas9 разрезает только 3 пары оснований выше по течению от сайта PAM, путь NHEJ приводит к мутациям indel , которые разрушают последовательность распознавания, тем самым предотвращая дальнейшие раунды разрезания. Теоретически, повторные раунды расщепления ДНК должны приводить к увеличению возможности для желаемого геномного редактирования. [70] Отличительной особенностью Cas12a по сравнению с Cas9 является то, что после разрезания своей цели Cas12a остается связанным с целью и затем расщепляет другие молекулы одноцепочечной ДНК неизбирательно. [71] Это свойство называется активностью «коллатерального расщепления» или «трансрасщепления» и использовалось для разработки различных диагностических технологий. [72] [73]

Cas13

В 2016 году нуклеазаCas13a (ранее известный какC2c2 ) из бактерии Leptotrichia shahii был охарактеризован. Cas13 является РНК-управляемой РНК-эндонуклеазой, что означает, что она не расщепляет ДНК, а только одноцепочечную РНК. Cas13 направляется своей crRNA к мишени ssRNA и связывается и расщепляет мишень. Подобно Cas12a, Cas13 остается связанным с мишенью, а затем расщепляет другие молекулы ssRNA неизбирательно. [74] Это свойство побочного расщепления использовалось для разработки различных диагностических технологий. [75] [76] [77]

В 2021 году доктор Хуэй Ян охарактеризовал новые миниатюрные варианты белка Cas13 (mCas13), Cas13X и Cas13Y. Используя небольшую часть последовательности гена N из SARS-CoV-2 в качестве цели при характеристике mCas13, выявил чувствительность и специфичность mCas13 в сочетании с RT-LAMP для обнаружения SARS-CoV-2 как в синтетических, так и в клинических образцах по сравнению с другими доступными стандартными тестами, такими как RT-qPCR (1 копия/мкл). [78]

Структура локуса

Повторы и спейсеры

Массив CRISPR состоит из лидерной последовательности, богатой AT, за которой следуют короткие повторы, разделенные уникальными спейсерами. [79] Повторы CRISPR обычно имеют размер от 28 до 37 пар оснований (п. н.), хотя их может быть всего 23 п. н. и максимум 55 п. н. [80] Некоторые демонстрируют диадную симметрию , подразумевающую образование вторичной структуры, такой как стебель-петля («шпилька») в РНК, в то время как другие спроектированы так, чтобы быть неструктурированными. Размер спейсеров в различных массивах CRISPR обычно составляет от 32 до 38 п. н. (диапазон от 21 до 72 п. н.). [80] Новые спейсеры могут быстро появляться как часть иммунного ответа на фаговую инфекцию. [81] В массиве CRISPR обычно содержится менее 50 единиц последовательности повтор-спейсер. [80]

Структуры РНК CRISPR

Гены Cas и подтипы CRISPR

Небольшие кластеры генов cas часто располагаются рядом с массивами повторов-спейсеров CRISPR. В совокупности 93 гена cas сгруппированы в 35 семейств на основе сходства последовательностей кодируемых белков. 11 из 35 семейств образуют ядро ​​cas , которое включает семейства белков Cas1 через Cas9. Полный локус CRISPR-Cas имеет по крайней мере один ген, принадлежащий ядру cas . [82]

Системы CRISPR-Cas делятся на два класса. Системы класса 1 используют комплекс из нескольких белков Cas для деградации чужеродных нуклеиновых кислот. Системы класса 2 используют один большой белок Cas для той же цели. Класс 1 делится на типы I, III и IV; класс 2 делится на типы II, V и VI. [83] 6 типов систем делятся на 33 подтипа. [84] Каждый тип и большинство подтипов характеризуются «геном сигнатуры», который встречается почти исключительно в категории. Классификация также основана на дополнении присутствующих генов cas . Большинство систем CRISPR-Cas имеют белок Cas1. Филогения белков Cas1 в целом согласуется с системой классификации, [85] но существуют исключения из-за перетасовки модулей. [82] Многие организмы содержат несколько систем CRISPR-Cas, что позволяет предположить, что они совместимы и могут иметь общие компоненты. [86] [87] Спорадическое распределение подтипов CRISPR-Cas предполагает, что система CRISPR-Cas подвержена горизонтальному переносу генов в ходе микробной эволюции .

Механизм

Стадии иммунитета CRISPR для каждого из трех основных типов адаптивного иммунитета.
(1) Приобретение начинается с распознавания вторгающейся ДНК Cas1 и Cas2 и расщепления протоспейсера.
(2) Протоспейсер лигируется с прямым повтором, смежным с лидерной последовательностью, и
(3) одноцепочечное удлинение восстанавливает CRISPR и дублирует прямой повтор. Стадии обработки и интерференции crRNA происходят по-разному в каждой из трех основных систем CRISPR.
(4) Первичный транскрипт CRISPR расщепляется генами cas для получения crRNA.
(5) В системах типа I Cas6e/Cas6f расщепляются на стыке ssRNA и dsRNA, образованных шпильковыми петлями в прямом повторе. Системы типа II используют трансактивирующую (tracr) РНК для образования dsRNA, которая расщепляется Cas9 и RNaseIII. Системы типа III используют гомолог Cas6, которому не требуются шпильковые петли в прямом повторе для расщепления.
(6) В системах типа II и типа III вторичная обрезка выполняется либо на 5'-, либо на 3'-конце для получения зрелых crRNA.
(7) Зрелые crRNA связываются с белками Cas, образуя интерференционные комплексы.
(8) В системах типа I и типа II для деградации вторгающейся ДНК требуются взаимодействия между белком и последовательностью PAM. Системы типа III не требуют PAM для успешной деградации, а в системах типа III-A спаривание оснований происходит между crRNA и мРНК, а не ДНК, на которую нацелены системы типа III-B.
Генетический локус CRISPR обеспечивает бактериям защитный механизм, защищающий их от повторных фаговых инфекций.
Транскрипты генетического локуса CRISPR и созревание пре-crRNA
Трехмерная структура комплекса интерференции CRISPR-Cas9
CRISPR-Cas9 как молекулярный инструмент позволяет осуществлять направленные двухцепочечные разрывы ДНК.
Двухцепочечные разрывы ДНК, вносимые CRISPR-Cas9, позволяют проводить дальнейшие генетические манипуляции, используя эндогенные механизмы восстановления ДНК.

Иммунитет CRISPR-Cas — это естественный процесс бактерий и архей. [104] CRISPR-Cas предотвращает инфицирование бактериофагами, конъюгацию и естественную трансформацию путем деградации чужеродных нуклеиновых кислот, которые проникают в клетку. [39]

Приобретение спейсера

Когда микроб подвергается вторжению бактериофага , первым этапом иммунного ответа является захват ДНК фага и вставка ее в локус CRISPR в форме спейсера. Cas1 и Cas2 обнаружены в обоих типах иммунных систем CRISPR-Cas, что указывает на то, что они участвуют в приобретении спейсера. Исследования мутаций подтвердили эту гипотезу, показав, что удаление Cas1 или Cas2 останавливает приобретение спейсера, не влияя на иммунный ответ CRISPR. [105] [106] [107] [108] [109]

Было охарактеризовано несколько белков Cas1 и решено их строение. [110] [111] [112] Белки Cas1 имеют разнообразные аминокислотные последовательности. Однако их кристаллические структуры схожи, и все очищенные белки Cas1 являются металлозависимыми нуклеазами/ интегразами , которые связываются с ДНК независимо от последовательности. [86] Были охарактеризованы репрезентативные белки Cas2, которые обладают либо (одноцепочечной) одноцепочечной РНК- [113] , либо (двуцепочечной) двуцепочечной ДНК- [114] [115] специфической эндорибонуклеазной активностью.

В системе IE E. coli Cas1 и Cas2 образуют комплекс, в котором димер Cas2 соединяет два димера Cas1. [116] В этом комплексе Cas2 выполняет неферментативную роль каркаса, [116] связывая двухцепочечные фрагменты вторгающейся ДНК, в то время как Cas1 связывает одноцепочечные фланки ДНК и катализирует их интеграцию в массивы CRISPR. [117] [118] [119] Новые спейсеры обычно добавляются в начале CRISPR рядом с лидерной последовательностью, создавая хронологическую запись вирусных инфекций. [120] В E. coli гистоноподобный белок , называемый фактором хозяина интеграции ( IHF ), который связывается с лидерной последовательностью, отвечает за точность этой интеграции. [121] IHF также повышает эффективность интеграции в системе типа IF Pectobacterium atrosepticum . [122] но в других системах могут потребоваться другие факторы хозяина [123]

Мотивы, смежные с протоспейсером (PAM)

Биоинформатический анализ областей фаговых геномов, которые были вырезаны как спейсеры (называемые протоспейсерами), показал, что они не были выбраны случайным образом, а вместо этого были обнаружены рядом с короткими (3–5 п.н.) последовательностями ДНК, называемыми мотивами, смежными с протоспейсером (PAM). Анализ систем CRISPR-Cas показал, что PAM важны для систем типа I и типа II, но не типа III во время приобретения. [34] [124] [125] [126] [127] [128] В системах типа I и типа II протоспейсеры вырезаются в положениях, смежных с последовательностью PAM, при этом другой конец спейсера разрезается с помощью механизма линейки, таким образом сохраняя регулярность размера спейсера в массиве CRISPR. [129] [130] Сохранение последовательности PAM различается между системами CRISPR-Cas и, по-видимому, эволюционно связано с Cas1 и лидерной последовательностью . [128] [131]

Новые спейсеры добавляются в массив CRISPR направленным образом, [32] преимущественно, [81] [124] [125] [132] [133] но не исключительно, рядом [127] [130] с лидерной последовательностью. Анализ системы типа IE из E. coli показал, что первый прямой повтор, смежный с лидерной последовательностью, копируется, а вновь приобретенный спейсер вставляется между первым и вторым прямыми повторами. [108] [129]

Последовательность PAM, по-видимому, важна во время вставки спейсера в системах типа IE. Эта последовательность содержит строго консервативный конечный нуклеотид (nt), смежный с первым nt протоспейсера. Этот nt становится конечным основанием в первом прямом повторе. [109] [134] [135] Это говорит о том, что механизм получения спейсера генерирует одноцепочечные свесы в предпоследней позиции прямого повтора и в PAM во время вставки спейсера. Однако не все системы CRISPR-Cas, по-видимому, разделяют этот механизм, поскольку PAM в других организмах не показывают тот же уровень консерватизма в конечной позиции. [131] Вероятно, что в этих системах тупой конец генерируется в самом конце прямого повтора и протоспейсера во время получения.

Варианты вставки

Анализ CRISPR Sulfolobus solfataricus выявил дополнительные сложности канонической модели вставки спейсера, поскольку один из его шести локусов CRISPR вставлял новые спейсеры случайным образом по всему массиву CRISPR, а не вставлял их ближе всего к лидерной последовательности. [130]

Несколько CRISPR содержат много спейсеров для одного и того же фага. Механизм, который вызывает это явление, был обнаружен в системе типа IE E. coli . Значительное улучшение в приобретении спейсера было обнаружено, когда спейсеры уже нацелены на фаг, даже не совпадающие с протоспейсером. Это «праймирование» требует, чтобы белки Cas, участвующие как в приобретении, так и в интерференции, взаимодействовали друг с другом. Недавно приобретенные спейсеры, которые являются результатом механизма праймирования, всегда находятся на той же нити, что и праймирующий спейсер. [109] [134] [135] Это наблюдение привело к гипотезе о том, что механизм приобретения скользит по чужеродной ДНК после праймирования, чтобы найти новый протоспейсер. [135]

Биогенез

CRISPR-РНК (crRNA), которая позже направляет нуклеазу Cas к цели во время этапа интерференции, должна быть создана из последовательности CRISPR. crRNA изначально транскрибируется как часть одного длинного транскрипта, охватывающего большую часть массива CRISPR. [30] Затем этот транскрипт расщепляется белками Cas с образованием crRNA. Механизм образования crRNA различается в разных системах CRISPR-Cas. В системах типа IE и типа IF белки Cas6e и Cas6f соответственно распознают петли-стебли [136] [137] [138], созданные путем спаривания идентичных повторов, которые фланкируют crRNA. [139] Эти белки Cas расщепляют более длинный транскрипт на краю парной области, оставляя одну crRNA вместе с небольшим остатком парной области повтора.

Системы типа III также используют Cas6, однако их повторы не производят стебель-петли. Вместо этого расщепление происходит путем обертывания более длинного транскрипта вокруг Cas6, что позволяет расщепление непосредственно выше последовательности повтора. [140] [141] [142]

Системы типа II лишены гена Cas6 и вместо этого используют RNaseIII для расщепления. Функциональные системы типа II кодируют дополнительную малую РНК, которая комплементарна повторяющейся последовательности, известную как трансактивирующая crRNA (tracrRNA). [42] Транскрипция tracrRNA и первичного транскрипта CRISPR приводит к спариванию оснований и образованию dsRNA в повторяющейся последовательности, которая впоследствии становится целью RNaseIII для получения crRNA. В отличие от двух других систем, crRNA не содержит полный спейсер, который вместо этого укорачивается с одного конца. [95]

CrRNAs ассоциируются с белками Cas, образуя рибонуклеотидные комплексы, которые распознают чужеродные нуклеиновые кислоты. CrRNAs не проявляют предпочтения между кодирующими и некодирующими цепями, что указывает на РНК-управляемую систему нацеливания ДНК. [7] [41] [105] [109] [143] [144] [145] Комплекс типа IE (обычно называемый каскадом) требует пяти белков Cas, связанных с одной crRNA. [146] [147]

Вмешательство

На этапе интерференции в системах типа I последовательность PAM распознается на комплементарной цепи crRNA и требуется вместе с отжигом crRNA. В системах типа I правильное спаривание оснований между crRNA и протоспейсером сигнализирует об изменении конформации в Cascade, которое привлекает Cas3 для деградации ДНК.

Системы типа II полагаются на один многофункциональный белок Cas9 для этапа интерференции. [95] Cas9 требует как crRNA, так и tracrRNA для функционирования и расщепления ДНК с использованием своих двойных HNH и RuvC/RNaseH-подобных эндонуклеазных доменов. Спаривание оснований между PAM и геномом фага требуется в системах типа II. Однако PAM распознается на той же цепи, что и crRNA (противоположная цепь для систем типа I).

Системы типа III, как и тип I, требуют шести или семи белков Cas, связывающихся с crRNA. [148] [149] Системы типа III, проанализированные на основе S. solfataricus и P. furiosus , нацелены на мРНК фагов, а не на геном ДНК фага, [87] [149] что может сделать эти системы уникально способными нацеливаться на геномы фагов на основе РНК. [86] Было также обнаружено, что системы типа III нацеливаются на ДНК в дополнение к РНК, используя другой белок Cas в комплексе, Cas10. [150] Было показано, что расщепление ДНК зависит от транскрипции. [151]

Механизм различения собственной и чужой ДНК во время интерференции встроен в crRNA и, следовательно, является, вероятно, общим для всех трех систем. На протяжении отличительного процесса созревания каждого основного типа все crRNA содержат спейсерную последовательность и некоторую часть повтора на одном или обоих концах. Именно частичная повторная последовательность не позволяет системе CRISPR-Cas нацеливаться на хромосому, поскольку спаривание оснований за пределами спейсерной последовательности сигнализирует о себе и предотвращает расщепление ДНК. [152] Ферменты CRISPR, управляемые РНК, классифицируются как ферменты рестрикции типа V.

Эволюция

Гены cas в модулях адаптера и эффектора системы CRISPR-Cas, как полагают, произошли от двух различных предковых модулей. Транспозоноподобный элемент, называемый каспозоном, кодирующий интегразу, подобную Cas1, и потенциально другие компоненты модуля адаптации, был вставлен рядом с предковым эффекторным модулем, который, вероятно, функционировал как независимая врожденная иммунная система. [153] Высококонсервативные гены cas1 и cas2 модуля адаптера произошли от предкового модуля, в то время как различные эффекторные гены cas класса 1 произошли от предкового эффекторного модуля. [154] Эволюция этих различных генов cas эффекторного модуля класса 1 направлялась различными механизмами, такими как события дупликации. [155] С другой стороны, каждый тип эффекторного модуля класса 2 возник в результате последующих независимых вставок мобильных генетических элементов. [156] Эти мобильные генетические элементы заняли место множественных эффекторных модулей генов, чтобы создать эффекторные модули одного гена, которые производят большие белки, которые выполняют все необходимые задачи эффекторного модуля. [156] Спейсерные области систем CRISPR-Cas берутся непосредственно из чужеродных мобильных генетических элементов, и поэтому их долгосрочную эволюцию трудно проследить. [157] Было обнаружено, что неслучайная эволюция этих спейсерных областей в значительной степени зависит от окружающей среды и конкретных чужеродных мобильных генетических элементов, которые она содержит. [158]

CRISPR-Cas может иммунизировать бактерии против определенных фагов и таким образом останавливать передачу. По этой причине Кунин описал CRISPR-Cas как механизм наследования Ламарка . [159] Однако это было оспорено критиком, который отметил: «Мы должны помнить [Ламарка] за то хорошее, что он внес в науку, а не за вещи, которые напоминают его теорию только поверхностно. Действительно, думая о CRISPR и других явлениях как о ламарковских, мы только затемняем простой и элегантный способ, которым на самом деле работает эволюция». [160] Но по мере проведения более поздних исследований стало очевидно, что приобретенные спейсерные области систем CRISPR-Cas действительно являются формой эволюции Ламарка, поскольку они представляют собой генетические мутации, которые приобретаются и затем передаются. [161] С другой стороны, эволюция генного аппарата Cas, который облегчает работу системы, развивается посредством классической эволюции Дарвина. [161]

Коэволюция

Анализ последовательностей CRISPR выявил коэволюцию геномов хозяина и вируса. [162]

Базовая модель эволюции CRISPR — это вновь включенные спейсеры, заставляющие фаги мутировать свои геномы, чтобы избежать бактериального иммунного ответа, создавая разнообразие как в популяциях фагов, так и в популяциях хозяев. Чтобы противостоять фаговой инфекции, последовательность спейсера CRISPR должна идеально соответствовать последовательности целевого гена фага. Фаги могут продолжать заражать своих хозяев заданными точечными мутациями в спейсере. [152] Подобная строгость требуется в PAM, иначе бактериальный штамм останется чувствительным к фагам. [125] [152]

Ставки

Исследование 124 штаммов S. thermophilus показало, что 26% всех спейсеров были уникальными и что разные локусы CRISPR показали разные скорости приобретения спейсеров. [124] Некоторые локусы CRISPR развиваются быстрее других, что позволило определить филогенетические связи штаммов. Сравнительный геномный анализ показал, что E. coli и S. enterica развиваются гораздо медленнее, чем S. thermophilus . Штаммы последнего, которые разошлись 250 000 лет назад, все еще содержали тот же самый спейсерный набор. [163]

Метагеномный анализ двух биопленок из кислотных шахтных дренажей показал, что одна из проанализированных CRISPR содержала обширные делеции и добавления спейсеров по сравнению с другой биопленкой, что предполагает более высокую активность/распространенность фагов в одном сообществе, чем в другом. [81] В полости рта временное исследование определило, что 7–22% спейсеров были общими в течение 17 месяцев в пределах одного человека, тогда как менее 2% были общими для разных людей. [133]

Из той же среды один штамм отслеживался с использованием ПЦР- праймеров, специфичных для его системы CRISPR. Результаты широкого уровня присутствия/отсутствия спейсера показали значительное разнообразие. Однако этот CRISPR добавил три спейсера за 17 месяцев, [133] предполагая, что даже в среде со значительным разнообразием CRISPR некоторые локусы развиваются медленно.

CRISPR были проанализированы из метагеномов, полученных для проекта «Микробиом человека» . [164] Хотя большинство из них были специфичны для определенного участка тела, некоторые из них в пределах одного участка тела широко распространены среди людей. Один из этих локусов произошел от видов стрептококков и содержал ≈15 000 спейсеров, 50% из которых были уникальными. Подобно целевым исследованиям полости рта, некоторые из них показали незначительную эволюцию с течением времени. [164]

Эволюция CRISPR изучалась в хемостатах с использованием S. thermophilus для непосредственного изучения скорости приобретения спейсеров. За одну неделю штаммы S. thermophilus приобретали до трех спейсеров при столкновении с одним фагом. [165] В течение того же интервала фаг развивал однонуклеотидные полиморфизмы , которые фиксировались в популяции, что предполагает, что нацеливание предотвратило репликацию фага в отсутствие этих мутаций. [165]

Другой эксперимент с S. thermophilus показал, что фаги могут инфицировать и реплицироваться в хозяевах, имеющих только один целеуказательный спейсер. Еще один показал, что чувствительные хозяева могут существовать в средах с высокими титрами фагов. [166] Хемостатные и наблюдательные исследования предполагают множество нюансов CRISPR и (ко)эволюции фагов.

Идентификация

CRISPR широко распространены среди бактерий и архей [91] и демонстрируют некоторое сходство последовательностей. [139] Их наиболее заметной характеристикой являются повторяющиеся спейсеры и прямые повторы. Эта характеристика делает CRISPR легко идентифицируемыми в длинных последовательностях ДНК, поскольку количество повторов снижает вероятность ложноположительного совпадения. [167]

Анализ CRISPR в метагеномных данных более сложен, поскольку локусы CRISPR обычно не собираются из-за их повторяющейся природы или из-за вариации штаммов, что запутывает алгоритмы сборки. При наличии множества референтных геномов можно использовать полимеразную цепную реакцию (ПЦР) для амплификации массивов CRISPR и анализа содержания спейсеров. [124] [133] [168] [169] [170] [171] Однако этот подход дает информацию только для специально нацеленных CRISPR и для организмов с достаточным представительством в общедоступных базах данных для разработки надежных праймеров полимеразной ПЦР. Вырожденные праймеры, специфичные для повторов, можно использовать для амплификации спейсеров CRISPR непосредственно из образцов окружающей среды; ампликоны, содержащие два или три спейсера, затем можно собрать вычислительным путем для реконструкции длинных массивов CRISPR. [171]

Альтернативой является извлечение и реконструкция массивов CRISPR из метагеномных данных дробовика. Это более сложно с вычислительной точки зрения, особенно с технологиями секвенирования второго поколения (например, 454, Illumina), поскольку короткие длины прочтений не позволяют более чем двум или трем повторяющимся единицам появляться в одном прочтении. Идентификация CRISPR в сырых прочтениях была достигнута с использованием исключительно de novo идентификации [172] или с использованием прямых повторных последовательностей в частично собранных массивах CRISPR из контигов (перекрывающихся сегментов ДНК, которые вместе представляют собой консенсусную область ДНК) [164] и прямых повторных последовательностей из опубликованных геномов [173] в качестве крючка для идентификации прямых повторов в отдельных прочтениях.

Использование фагами

Другой способ защиты бактерий от фаговой инфекции — наличие хромосомных островов . Подтип хромосомных островов, называемый фаг-индуцируемым хромосомным островом (PICI), вырезается из бактериальной хромосомы при фаговой инфекции и может ингибировать репликацию фага. [174] PICI индуцируются, вырезаются, реплицируются и, наконец, упаковываются в небольшие капсиды определенными умеренными стафилококковыми фагами. PICI используют несколько механизмов для блокирования размножения фагов. В первом механизме кодируемый PICI Ppi дифференциально блокирует созревание фага, связываясь или взаимодействуя специфически с фаговым TerS, тем самым блокируя образование комплекса фагового TerS/TerL, ответственного за упаковку ДНК фага. Во втором механизме PICI CpmAB перенаправляет морфогенетический белок капсида фага, чтобы сделать 95% капсида размером с SaPI, и ДНК фага может упаковать только 1/3 своего генома в эти маленькие капсиды и, следовательно, стать нежизнеспособным фагом. [175] Третий механизм включает два белка, PtiA и PtiB, которые нацелены на LtrC, который отвечает за производство вирионов и белков лизиса. Этот механизм интерференции модулируется модуляторным белком PtiM, связывается с одним из белков, опосредующих интерференцию, PtiA, и, следовательно, достигает необходимого уровня интерференции. [176]

Одно исследование показало, что литический фаг ICP1, который специально нацелен на Vibrio cholerae серогруппы O1, приобрел систему CRISPR-Cas, которая нацелена на элемент, подобный PICI V. cholera . Система имеет 2 локуса CRISPR и 9 генов Cas. Она, по-видимому, гомологична системе IF, обнаруженной в Yersinia pestis . Более того, подобно бактериальной системе CRISPR-Cas, ICP1 CRISPR-Cas может приобретать новые последовательности, что позволяет фагу и хозяину коэволюционировать. [177] [178]

Было показано, что некоторые архейные вирусы несут мини-CRISPR-массивы, содержащие один или два спейсера. Было показано, что спейсеры в вирусных CRISPR-массивах нацелены на другие вирусы и плазмиды, что предполагает, что мини-CRISPR-массивы представляют собой механизм исключения гетеротипической суперинфекции и участвуют в межвирусных конфликтах. [171]

Приложения

Редактирование генов CRISPR — это революционная технология, которая позволяет проводить точные, целенаправленные модификации ДНК живых организмов. Разработанная на основе естественного защитного механизма, обнаруженного у бактерий, CRISPR-Cas9 является наиболее часто используемой системой, которая позволяет «разрезать» ДНК в определенных местах и ​​либо удалять, либо изменять, либо вставлять генетический материал. Эта технология преобразила такие области, как генетика, медицина [179] [180] и сельское хозяйство [181] [182], предлагая потенциальные методы лечения генетических нарушений, достижения в области агротехники и исследования фундаментальных механизмов жизни. Однако ее этические последствия и потенциальные непреднамеренные последствия вызвали серьезные споры. [183] ​​[184]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Подтип IG ранее был известен как подтип IU . [85]
  2. ^ Подтип VK ранее был известен как подтип VU 5. [93]

Ссылки

  1. ^ PDB : 4QYZ ​: Mulepati S, Héroux A, Bailey S (2014). «Кристаллическая структура комплекса наблюдения, управляемого CRISPR РНК, связанного с мишенью одноцепочечной ДНК». Science . 345 (6203): 1479–1484. Bibcode :2014Sci...345.1479M. doi :10.1126/science.1256996. PMC  4427192 . PMID  25123481.
  2. ^ ab Barrangou R (2015). «Роли систем CRISPR-Cas в адаптивном иммунитете и за его пределами». Current Opinion in Immunology . 32 : 36–41. doi : 10.1016/j.coi.2014.12.008. PMID  25574773.
  3. ^ abc Hille F, Richter H, Wong SP, Bratovič M, Ressel S, Charpentier E (март 2018 г.). «Биология CRISPR-Cas: вперед и назад». Cell . 172 (6): 1239–1259. doi :10.1016/j.cell.2017.11.032. hdl : 21.11116/0000-0003-FC0D-4 . PMID  29522745.
  4. ^ Рат Д., Амлингер Л., Рат А., Лундгрен М. (октябрь 2015 г.). «Иммунная система CRISPR-Cas: биология, механизмы и применение». Biochimie . 117 : 119–128. doi :10.1016/j.biochi.2015.03.025. PMID  25868999.
  5. ^ Redman M, King A, Watson C, King D (август 2016 г.). «Что такое CRISPR/Cas9?». Архивы детских болезней: издание «Образование и практика» . 101 (4): 213–215. doi :10.1136/archdischild-2016-310459. PMC 4975809. PMID  27059283 . 
  6. ^ ab Barrangou R , Fremaux C, Deveau H, Richards M, Boyaval P, Moineau S, et al. (март 2007 г.). «CRISPR обеспечивает приобретенную устойчивость к вирусам у прокариот». Science . 315 (5819): 1709–1712. Bibcode :2007Sci...315.1709B. doi :10.1126/science.1138140. hdl : 20.500.11794/38902 . PMID  17379808. ( требуется регистрация )
  7. ^ ab Marraffini LA, Sontheimer EJ (декабрь 2008 г.). «Вмешательство CRISPR ограничивает горизонтальный перенос генов у стафилококков путем воздействия на ДНК». Science . 322 (5909): 1843–1845. Bibcode :2008Sci...322.1843M. doi :10.1126/science.1165771. PMC 2695655 . PMID  19095942. 
  8. ^ Хорват П., Баррангу Р. (январь 2010 г.). «CRISPR/Cas, иммунная система бактерий и архей». Science . 327 (5962): 167–170. Bibcode :2010Sci...327..167H. doi :10.1126/science.1179555. PMID  20056882.
  9. ^ Бак РО, Гомес-Оспина Н, Портеус МХ (август 2018 г.). «Редактирование генов в центре внимания». Тенденции в генетике . 34 (8): 600–611. doi :10.1016/j.tig.2018.05.004. PMID  29908711.
  10. ^ Чжан Ф., Вэнь И., Го Х. (2014). «CRISPR/Cas9 для редактирования генома: прогресс, последствия и проблемы». Молекулярная генетика человека . 23 (R1): R40–6. doi : 10.1093/hmg/ddu125 . PMID  24651067.
  11. ^ CRISPR-CAS9, TALENS и ZFNS — битва в редактировании генов https://www.ptglab.com/news/blog/crispr-cas9-talens-and-zfns-the-battle-in-gene-editing/ Архивировано 25.05.2021 на Wayback Machine
  12. ^ abcde Hsu PD, Lander ES, Zhang F (июнь 2014 г.). «Разработка и применение CRISPR-Cas9 для генной инженерии». Cell . 157 (6): 1262–1278. doi :10.1016/j.cell.2014.05.010. PMC 4343198 . PMID  24906146. 
  13. ^ "Пресс-релиз: Нобелевская премия по химии 2020 года". Nobel Foundation. Архивировано из оригинала 15 января 2021 года . Получено 7 октября 2020 года .
  14. ^ Wu KJ, Peltier E (7 октября 2020 г.). «Нобелевская премия по химии присуждена двум ученым за работу по редактированию генома – Эммануэль Шарпантье и Дженнифер А. Дудна разработали инструмент CRISPR, который может изменять ДНК животных, растений и микроорганизмов с высокой точностью». The New York Times . Архивировано из оригинала 8 октября 2020 г. . Получено 7 октября 2020 г.
  15. ^ Рават А., Рой М., Джоти А., Каушик С., Верма К., Шривастава В.К. (август 2021 г.). «Цистеиновые протеазы: борьба с патогенными паразитическими простейшими с помощью вездесущих ферментов». Микробиологические исследования . 249 : 126784. doi : 10.1016/j.micres.2021.126784 . PMID  33989978.
  16. ^ ab Ishino Y, Shinagawa H, Makino K, Amemura M, Nakata A (декабрь 1987 г.). «Нуклеотидная последовательность гена iap, ответственного за изоферментное преобразование щелочной фосфатазы в Escherichia coli, и идентификация продукта гена». Journal of Bacteriology . 169 (12): 5429–5433. doi :10.1128/jb.169.12.5429-5433.1987. PMC 213968 . PMID  3316184. 
  17. ^ van Soolingen D, de Haas PE, Hermans PW, Groenen PM, van Embden JD (август 1993 г.). «Сравнение различных повторяющихся элементов ДНК как генетических маркеров для дифференциации штаммов и эпидемиологии Mycobacterium tuberculosis». Журнал клинической микробиологии . 31 (8): 1987–1995. doi :10.1128/JCM.31.8.1987-1995.1993. PMC 265684. PMID  7690367 . 
  18. ^ Groenen PM, Bunschoten AE, van Soolingen D, van Embden JD (декабрь 1993 г.). «Природа полиморфизма ДНК в кластере прямых повторов Mycobacterium tuberculosis; применение для дифференциации штаммов новым методом типирования». Молекулярная микробиология . 10 (5): 1057–1065. doi :10.1111/j.1365-2958.1993.tb00976.x. PMID  7934856.
  19. ^ abc Mojica FJ, Montoliu L (2016). «О происхождении технологии CRISPR-Cas: от прокариот до млекопитающих». Trends in Microbiology . 24 (10): 811–820. doi :10.1016/j.tim.2016.06.005. PMID  27401123.
  20. ^ ab Mojica FJ, Rodriguez-Valera F (2016). «Открытие CRISPR у архей и бактерий». Журнал FEBS . 283 (17): 3162–3169. doi :10.1111/febs.13766. hdl : 10045/57676 . PMID  27234458.
  21. ^ Mojica FJ, Díez-Villaseñor C, Soria E, Juez G (апрель 2000 г.). «Биологическое значение семейства регулярно расположенных повторов в геномах архей, бактерий и митохондрий». Молекулярная микробиология . 36 (1): 244–246. doi : 10.1046/j.1365-2958.2000.01838.x . PMID  10760181.
  22. ^ Айзексон В. (2021). Взломщик кодов: Дженнифер Дудна, редактирование генов и будущее человеческой расы. Нью-Йорк: Simon & Schuster. стр. 73. ISBN 978-1-9821-1585-2. OCLC  1239982737. Архивировано из оригинала 2023-01-14 . Получено 2021-10-20 .
  23. ^ Barrangou R , van der Oost J (2013). Системы CRISPR-Cas: РНК-опосредованный адаптивный иммунитет у бактерий и архей . Гейдельберг: Springer. стр. 6. ISBN 978-3-642-34656-9.
  24. ^ Tang TH, Bachellerie JP, Rozhdestvensky T, Bortolin ML, Huber H, Drungowski M и др. (май 2002 г.). «Идентификация 86 кандидатов на малые неинформационные РНК из археона Archaeoglobus fulgidus». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (11): 7536–7541. Bibcode : 2002PNAS...99.7536T. doi : 10.1073/pnas.112047299 . PMC 124276. PMID  12032318 . 
  25. ^ Charpentier E, Richter H, van der Oost J, White MF (май 2015 г.). «Пути биогенеза РНК-гидов в архейном и бактериальном адаптивном иммунитете CRISPR-Cas». FEMS Microbiology Reviews . 39 (3): 428–441. doi :10.1093/femsre/fuv023. PMC 5965381. PMID  25994611 . 
  26. ^ Romero DA, Magill D, Millen A, Horvath P, Fremaux C (ноябрь 2020 г.). «Взаимодействие молочных лактококков и стрептококков с хозяином: промышленная перспектива в развивающемся ландшафте фагов». FEMS Microbiology Reviews . 44 (6): 909–932. doi :10.1093/femsre/fuaa048. PMID  33016324.
  27. ^ Molteni M, Huckins G (1 августа 2020 г.). «The WIRED Guide to CRISPR». Condé Nast. Журнал Wired. Архивировано из оригинала 23 октября 2021 г. Получено 23 февраля 2021 г.
  28. ^ Jansen R, Embden JD, Gaastra W, Schouls LM (март 2002 г.). «Идентификация генов, связанных с повторами ДНК у прокариот». Молекулярная микробиология . 43 (6): 1565–1575. doi : 10.1046/j.1365-2958.2002.02839.x . PMID  11952905.
  29. ^ ab Horvath P, Barrangou R (январь 2010 г.). «CRISPR/Cas, иммунная система бактерий и архей». Science . 327 (5962): 167–170. Bibcode :2010Sci...327..167H. doi :10.1126/Science.1179555. PMID  20056882.
  30. ^ ab Marraffini LA, Sontheimer EJ (март 2010 г.). «Вмешательство CRISPR: адаптивный иммунитет, направленный на РНК, у бактерий и архей». Nature Reviews Genetics . 11 (3): 181–190. doi :10.1038/nrg2749. PMC 2928866. PMID 20125085  . 
  31. ^ Grissa I, Vergnaud G, Pourcel C (май 2007 г.). «База данных CRISPRdb и инструменты для отображения CRISPR и создания словарей спейсеров и повторов». BMC Bioinformatics . 8 : 172. doi : 10.1186/1471-2105-8-172 . PMC 1892036 . PMID  17521438. 
  32. ^ ab Pourcel C, Salvignol G, Vergnaud G (март 2005 г.). «Элементы CRISPR в Yersinia pestis приобретают новые повторы путем преимущественного поглощения ДНК бактериофага и предоставляют дополнительные инструменты для эволюционных исследований». Микробиология . 151 (Pt 3): 653–663. doi : 10.1099/mic.0.27437-0 . PMID  15758212.
  33. ^ ab Mojica FJ, Díez-Villaseñor C, García-Martínez J, Soria E (февраль 2005 г.). «Промежуточные последовательности регулярно расположенных прокариотических повторов происходят от чужеродных генетических элементов». Journal of Molecular Evolution . 60 (2): 174–182. Bibcode :2005JMolE..60..174M. doi :10.1007/s00239-004-0046-3. PMID  15791728.
  34. ^ ab Болотин А, Квинкис Б, Сорокин А, Эрлих СД (август 2005 г.). "Кластеризованные регулярно интерспейсированные короткие палиндромные повторы (CRISPR) имеют спейсеры внехромосомного происхождения". Микробиология . 151 (Pt 8): 2551–2561. doi : 10.1099/mic.0.28048-0 . PMID  16079334.
  35. ^ Morange M (июнь 2015 г.). «Что нам рассказывает история XXXVII. CRISPR-Cas: открытие иммунной системы у прокариот». Journal of Biosciences . 40 (2): 221–223. doi : 10.1007/s12038-015-9532-6 . PMID  25963251.
  36. ^ Lander ES (январь 2016 г.). «Герои CRISPR». Cell . 164 (1–2): 18–28. doi : 10.1016/j.cell.2015.12.041 . PMID  26771483.
  37. ^ Макарова КС, Гришин НВ, Шабалина СА, Вольф ЮИ, Кунин ЕВ (март 2006). "Предполагаемая иммунная система на основе РНК-интерференции у прокариот: вычислительный анализ предсказанного ферментативного аппарата, функциональные аналогии с эукариотической РНК-интерференцией и гипотетические механизмы действия". Biology Direct . 1 : 7. doi : 10.1186/1745-6150-1-7 . PMC 1462988 . PMID  16545108. 
  38. ^ Pennisi E (август 2013 г.). «Помешательство на CRISPR». News Focus. Science . 341 (6148): 833–836. Bibcode : 2013Sci...341..833P. doi : 10.1126/science.341.6148.833. PMID  23970676.
  39. ^ abc Marraffini LA (октябрь 2015 г.). «CRISPR-Cas иммунитет у прокариот». Nature . 526 (7571): 55–61. Bibcode :2015Natur.526...55M. doi :10.1038/nature15386. PMID  26432244.
  40. ^ Браунс С.Дж., Джор М.М., Лундгрен М., Вестра Э.Р., Слиджхуис Р.Дж., Снейдерс А.П. и др. (август 2008 г.). «Маленькие РНК CRISPR обеспечивают противовирусную защиту прокариот». Наука . 321 (5891): 960–964. Бибкод : 2008Sci...321..960B. дои : 10.1126/science.1159689. ПМЦ 5898235 . ПМИД  18703739. 
  41. ^ аб Гарно Дж. Э., Дюпюи М., Виллион М., Ромеро Д. А., Баррангу Р. , Бояваль П. и др. (ноябрь 2010 г.). «Бактериальная иммунная система CRISPR/Cas расщепляет ДНК бактериофага и плазмиды». Природа . 468 (7320): 67–71. Бибкод : 2010Natur.468...67G. дои : 10.1038/nature09523. ПМИД  21048762.
  42. ^ ab Deltcheva E, Chylinski K, Sharma CM, Gonzales K, Chao Y, Pirzada ZA и др. (март 2011 г.). "CRISPR RNA maturation с помощью транскодируемой малой РНК и фактора хозяина RNase III". Nature . 471 (7340): 602–607. Bibcode :2011Natur.471..602D. doi :10.1038/nature09886. PMC 3070239 . PMID  21455174. 
  43. ^ Barrangou R (ноябрь 2015 г.). «Разнообразие иммунных систем CRISPR-Cas и молекулярных машин». Genome Biology . 16 : 247. doi : 10.1186/s13059-015-0816-9 . PMC 4638107. PMID  26549499 . 
  44. ^ ab Jinek M, Chylinski K, Fonfara I, Hauer M, Doudna JA , Charpentier E (август 2012 г.). «Программируемая двухРНК-управляемая ДНК-эндонуклеаза в адаптивном бактериальном иммунитете». Science . 337 (6096): 816–821. Bibcode :2012Sci...337..816J. doi :10.1126/science.1225829. PMC 6286148 . PMID  22745249. 
  45. ^ Cong L, Ran FA, Cox D, Lin S, Barretto R, Habib N и др. (февраль 2013 г.). «Мультиплексная генная инженерия с использованием систем CRISPR/Cas». Science . 339 (6121): 819–823. Bibcode :2013Sci...339..819C. doi :10.1126/science.1231143. PMC 3795411 . PMID  23287718. 
  46. ^ Мали П., Ян Л., Эсвелт К.М., Аах Дж., Гуэлл М., ДиКарло Дж.Э. и др. (февраль 2013 г.). «Инженерия генома человека под контролем РНК с помощью Cas9». Наука . 339 (6121): 823–826. Бибкод : 2013Sci...339..823M. дои : 10.1126/science.1232033. ПМЦ 3712628 . ПМИД  23287722. 
  47. ^ DiCarlo JE, Norville JE, Mali P, Rios X, Aach J, Church GM (апрель 2013 г.). «Геномная инженерия в Saccharomyces cerevisiae с использованием систем CRISPR-Cas». Nucleic Acids Research . 41 (7): 4336–4343. doi :10.1093/nar/gkt135. PMC 3627607. PMID  23460208. 
  48. ^ Zhang GC, Kong II, Kim H, Liu JJ, Cate JH, Jin YS (декабрь 2014 г.). «Конструирование четверного ауксотрофного мутанта промышленного полиплоидного штамма saccharomyces cerevisiae с использованием РНК-управляемой нуклеазы Cas9». Applied and Environmental Microbiology . 80 (24): 7694–7701. Bibcode :2014ApEnM..80.7694Z. doi :10.1128/AEM.02310-14. PMC 4249234 . PMID  25281382. 
  49. ^ Liu JJ, Kong II, Zhang GC, Jayakody LN, Kim H, Xia PF и др. (апрель 2016 г.). «Метаболическая инженерия пробиотических Saccharomyces boulardii». Прикладная и экологическая микробиология . 82 (8): 2280–2287. Bibcode : 2016ApEnM..82.2280L . doi : 10.1128/AEM.00057-16. PMC 4959471. PMID  26850302. 
  50. ^ Vyas VK, Barrasa MI, Fink GR (2015). «Система CRISPR Candida albicans позволяет осуществлять генную инженерию основных генов и семейств генов». Science Advances . 1 (3): e1500248. Bibcode :2015SciA....1E0248V. doi :10.1126/sciadv.1500248. PMC 4428347 . PMID  25977940. 
  51. ^ Нг Х, Дин Н (2017). «Candida albicans с повышенной экспрессией одиночной направляющей РНК». mSphere . 2 (2): e00385–16. doi :10.1128/mSphere.00385-16. PMC 5397569 . PMID  28435892. 
  52. ^ Hwang WY, Fu Y, Reyon D, Maeder ML, Tsai SQ, Sander JD и др. (март 2013 г.). «Эффективное редактирование генома у данио-рерио с использованием системы CRISPR-Cas». Nature Biotechnology . 31 (3): 227–229. doi :10.1038/nbt.2501. PMC 3686313 . PMID  23360964. 
  53. ^ Gratz SJ, Cummings AM, Nguyen JN, Hamm DC, Donohue LK, Harrison MM и др. (август 2013 г.). «Геномная инженерия Drosophila с помощью нуклеазы Cas9 под управлением CRISPR RNA». Genetics . 194 (4): 1029–1035. doi :10.1534/genetics.113.152710. PMC 3730909 . PMID  23709638. 
  54. ^ Bassett AR, Tibbit C, Ponting CP, Liu JL (июль 2013 г.). «Высокоэффективный направленный мутагенез Drosophila с системой CRISPR/Cas9». Cell Reports . 4 (1): 220–228. doi :10.1016/j.celrep.2013.06.020. PMC 3714591 . PMID  23827738. 
  55. ^ Yan H, Opachaloemphan C, Mancini G, Yang H, Gallitto M, Mlejnek J и др. (август 2017 г.). «Спроектированная мутация orco вызывает аберрантное социальное поведение и дефектное развитие нервной системы у муравьев». Cell . 170 (4): 736–747.e9. doi :10.1016/j.cell.2017.06.051. PMC 5587193 . PMID  28802043. 
  56. ^ Trible W, Olivos-Cisneros L, McKenzie SK, Saragosti J, Chang NC, Matthews BJ и др. (август 2017 г.). «Мутагенез orco вызывает потерю клубочков антенной доли и нарушение социального поведения у муравьев». Cell . 170 (4): 727–735.e10. doi :10.1016/j.cell.2017.07.001. PMC 5556950 . PMID  28802042. 
  57. ^ Kistler KE, Vosshall LB, Matthews BJ (апрель 2015 г.). «Геномная инженерия с использованием CRISPR-Cas9 у комара Aedes aegypti». Cell Reports . 11 (1): 51–60. doi :10.1016/j.celrep.2015.03.009. PMC 4394034. PMID  25818303 . 
  58. ^ Фридланд AE, Цур YB, Эсвельт KM, Колайаково MP, Чёрч GM, Каларко JA (август 2013 г.). «Наследственное редактирование генома у C. elegans с помощью системы CRISPR-Cas9». Nature Methods . 10 (8): 741–743. doi :10.1038/nmeth.2532. PMC 3822328 . PMID  23817069. 
  59. ^ Jiang W, Zhou H, Bi H, Fromm M, Yang B, Weeks DP (ноябрь 2013 г.). «Демонстрация направленной генной модификации с помощью CRISPR/Cas9/sgRNA у Arabidopsis, табака, сорго и риса». Nucleic Acids Research . 41 (20): e188. doi :10.1093/nar/gkt780. PMC 3814374. PMID  23999092 . 
  60. ^ Wang H, Yang H, Shivalila CS, Dawlaty MM, Cheng AW, Zhang F и др. (май 2013 г.). «Одношаговое создание мышей, несущих мутации во множестве генов, с помощью генной инженерии с использованием CRISPR/Cas». Cell . 153 (4): 910–918. doi :10.1016/j.cell.2013.04.025. PMC 3969854 . PMID  23643243. 
  61. ^ Soni D, Wang DM, Regmi SC, Mittal M, Vogel SM, Schlüter D и др. (май 2018 г.). «Деубиквитиназная функция A20 поддерживает и восстанавливает эндотелиальный барьер после повреждения сосудов легких». Cell Death Discovery . 4 (60): 60. doi :10.1038/s41420-018-0056-3. PMC 5955943 . PMID  29796309. 
  62. ^ Guo X, Li XJ (июль 2015 г.). «Целевое редактирование генома у эмбрионов приматов». Cell Research . 25 (7): 767–768. doi :10.1038/cr.2015.64. PMC 4493275. PMID  26032266 . 
  63. ^ Baltimore D, Berg P, Botchan M, Carroll D, Charo RA, Church G и др. (апрель 2015 г.). «Биотехнология. Благоразумный путь вперед для геномной инженерии и модификации генов зародышевой линии». Science . 348 (6230): 36–38. Bibcode :2015Sci...348...36B. doi :10.1126/science.aab1028. PMC 4394183 . PMID  25791083. 
  64. ^ Larson MH, Gilbert LA, Wang X, Lim WA, Weissman JS, Qi LS (ноябрь 2013 г.). «CRISPR-интерференция (CRISPRi) для последовательно-специфического контроля экспрессии генов». Nature Protocols . 8 (11): 2180–2196. doi :10.1038/nprot.2013.132. PMC 3922765 . PMID  24136345. 
  65. ^ Liang P, Xu Y, Zhang X, Ding C, Huang R, Zhang Z и др. (май 2015 г.). «Редактирование генов с помощью CRISPR/Cas9 в трехъядерных зиготах человека». Protein & Cell . 6 (5): 363–372. doi :10.1007/s13238-015-0153-5. PMC 4417674 . PMID  25894090. 
  66. ^ Yan MY, Yan HQ, Ren GX, Zhao JP, Guo XP, Sun YC (сентябрь 2017 г.). "CRISPR-Cas12a-ассистированная рекомбинация у бактерий". Прикладная и экологическая микробиология . 83 (17). Bibcode : 2017ApEnM..83E.947Y. doi : 10.1128/AEM.00947-17. PMC 5561284. PMID  28646112 . 
  67. ^ Zetsche B, Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Slaymaker IM, Makarova KS, Essletzbichler P, et al. (Октябрь 2015 г.). «Cpf1 — это эндонуклеаза класса 2, управляемая одной РНК». Cell . 163 (3): 759–771. doi :10.1016/j.cell.2015.09.038. PMC 4638220 . PMID  26422227. 
  68. ^ Фонфара И, Рихтер Х, Братович М, Ле Рюн А, Шарпантье Э (апрель 2016 г.). «Связанный с CRISPR фермент расщепления ДНК Cpf1 также обрабатывает предшественника CRISPR РНК». Nature . 532 (7600): 517–521. Bibcode :2016Natur.532..517F. doi :10.1038/nature17945. PMID  27096362.
  69. ^ Ким Х, Ким СТ, Рю Дж, Кан BC, Ким ДжС и Ким SG (февраль 2017 г.). «Редактирование генома растений без ДНК с помощью CRISPR/Cpf1». Nature Communications . 8 (14406): 14406. Bibcode :2017NatCo...814406K. doi :10.1038/ncomms14406. PMC 5316869 . PMID  28205546. 
  70. ^ "Cpf1 Nuclease". abmgood.com . Архивировано из оригинала 2021-10-23 . Получено 2017-12-14 .
  71. ^ Chen JS, Ma E, Harrington LB, Da Costa M, Tian X, Palefsky JM и др. (апрель 2018 г.). «Связывание цели CRISPR-Cas12a приводит к неизбирательной активности одноцепочечной ДНКазы». Science . 360 (6387): 436–439. Bibcode :2018Sci...360..436C. doi : 10.1126/science.aar6245 . PMC 6628903 . PMID  29449511. 
  72. ^ Broughton JP, Deng X, Yu G, Fasching CL, Servellita V, Singh J и др. (июль 2020 г.). «Обнаружение SARS-CoV-2 на основе CRISPR-Cas12». Nature Biotechnology . 38 (7): 870–874. doi : 10.1038/s41587-020-0513-4 . PMC 9107629. PMID  32300245 . 
  73. ^ Nguyen LT, Smith BM, Jain PK (сентябрь 2020 г.). «Усиление активности транс-расщепления Cas12a с помощью сконструированной crRNA позволяет обнаруживать амплифицированные нуклеиновые кислоты». Nature Communications . 11 (1): 4906. Bibcode :2020NatCo..11.4906N. doi : 10.1038/s41467-020-18615-1 . PMC 7528031 . PMID  32999292. 
  74. ^ Abudayyeh OO, Gootenberg JS, Konermann S, Joung J, Slaymaker IM, Cox DB и др. (август 2016 г.). «C2c2 — это однокомпонентный программируемый РНК-управляемый РНК-таргетирующий эффектор CRISPR». Science . 353 (6299): aaf5573. doi :10.1126/science.aaf5573. PMC 5127784 . PMID  27256883. 
  75. ^ Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Lee JW, Essletzbichler P, Dy AJ, Joung J, et al. (апрель 2017 г.). «Обнаружение нуклеиновых кислот с помощью CRISPR-Cas13a/C2c2». Science . 356 (6336): 438–442. Bibcode :2017Sci...356..438G. doi :10.1126/science.aam9321. PMC 5526198 . PMID  28408723. 
  76. ^ Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Kellner MJ, Joung J, Collins JJ, Zhang F (апрель 2018 г.). «Мультиплексная и портативная платформа обнаружения нуклеиновых кислот с Cas13, Cas12a и Csm6». Science . 360 (6387): 439–444. Bibcode :2018Sci...360..439G. doi :10.1126/science.aaq0179. PMC 5961727 . PMID  29449508. 
  77. ^ Ивасаки RS, Батей RT (сентябрь 2020 г.). «SPRINT: платформа на основе Cas13a для обнаружения малых молекул». Nucleic Acids Research . 48 (17): e101. doi : 10.1093/nar/gkaa673 . PMC 7515716. PMID  32797156 . 
  78. ^ Махас А, Ван Кью, Марсик Т, Махфуз ММ (октябрь 2021 г.). «Новая миниатюрная система CRISPR-Cas13 для диагностики SARS-CoV-2». ACS Synthetic Biology . 10 (10): 2541–2551. doi :10.1021/acssynbio.1c00181. PMC 8482783. PMID  34546709 . 
  79. ^ Хилле Ф., Шарпантье Э. (ноябрь 2016 г.). «CRISPR-Cas: биология, механизмы и релевантность». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки . 371 (1707): 20150496. doi :10.1098/rstb.2015.0496. PMC 5052741. PMID  27672148 . 
  80. ^ abc Barrangou R , Marraffini LA (апрель 2014 г.). «Системы CRISPR-Cas: Прокариоты переходят к адаптивному иммунитету». Molecular Cell . 54 (2): 234–244. doi :10.1016/j.molcel.2014.03.011. PMC 4025954 . PMID  24766887. 
  81. ^ abc Tyson GW, Banfield JF (январь 2008). «Быстро развивающиеся CRISPR, вовлеченные в приобретенную устойчивость микроорганизмов к вирусам». Environmental Microbiology . 10 (1): 200–207. Bibcode : 2008EnvMi..10..200T. doi : 10.1111/j.1462-2920.2007.01444.x. PMID  17894817.
  82. ^ ab Кунин EV, Макарова KS (май 2019). "Происхождение и эволюция систем CRISPR-Cas". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Серия B, Биологические науки . 374 (1772): 20180087. doi : 10.1098/rstb.2018.0087 . PMC 6452270 . PMID  30905284. 
  83. ^ abc Wright AV, Nuñez JK, Doudna JA (январь 2016 г.). «Биология и применение систем CRISPR: использование набора инструментов природы для генной инженерии». Cell . 164 (1–2): 29–44. doi : 10.1016/j.cell.2015.12.035 . PMID  26771484.
  84. ^ Макарова КС, Вольф ЙИ, Иранзо Дж, Шмаков СА, Алхнбаши ОС, Браунс СДж и др. (Декабрь 2019 г.). «Эволюционная классификация систем CRISPR–Cas: всплеск класса 2 и производные варианты». Nature Reviews Microbiology . 18 (1): 67–83. doi : 10.1038/s41579-019-0299-x . hdl : 10045/102627 . PMC 8905525 . PMID  31857715. 
  85. ^ abcdefgh Макарова KS, Wolf YI, Alkhnbashi OS, Costa F, Shah SA, Saunders SJ и др. (ноябрь 2015 г.). «Обновленная эволюционная классификация систем CRISPR-Cas». Nature Reviews. Microbiology . 13 (11): 722–736. doi : 10.1038/nrmicro3569. PMC 5426118. PMID  26411297. 
  86. ^ abc Wiedenheft B, Sternberg SH, Doudna JA (февраль 2012 г.). «Системы РНК-управляемого генетического подавления у бактерий и архей». Nature . 482 (7385): 331–338. Bibcode :2012Natur.482..331W. doi :10.1038/nature10886. PMID  22337052.
  87. ^ ab Deng L, Garrett RA, Shah SA, Peng X, She Q (март 2013 г.). «Новый механизм интерференции с помощью модуля CRISPR-Cmr типа IIIB в Sulfolobus». Молекулярная микробиология . 87 (5): 1088–1099. doi :10.1111/mmi.12152. PMID  23320564.
  88. ^ Sinkunas T, Gasiunas G, Fremaux C, Barrangou R , Horvath P, Siksnys V (апрель 2011 г.). «Cas3 — это одноцепочечная ДНК-нуклеаза и АТФ-зависимая геликаза в иммунной системе CRISPR/Cas». The EMBO Journal . 30 (7): 1335–1342. doi :10.1038/emboj.2011.41. PMC 3094125 . PMID  21343909. 
  89. ^ Huo Y, Nam KH, Ding F, Lee H, Wu L, Xiao Y и др. (сентябрь 2014 г.). «Структуры CRISPR Cas3 предлагают механистическое понимание каскадно-активируемого раскручивания и деградации ДНК». Nature Structural & Molecular Biology . 21 (9): 771–777. doi :10.1038/nsmb.2875. PMC 4156918 . PMID  25132177. 
  90. ^ Брендель Дж., Столл Б., Ланге С.Дж., Шарма К., Ленц К., Штахлер А.Е. и др. (март 2014 г.). «Комплекс белков Cas 5, 6 и 7 необходим для биогенеза и стабильности кластеризованных регулярно расположенных коротких палиндромных повторов (crispr)-производных РНК (crrnas) в Haloferax volcanii». Журнал биологической химии . 289 (10): 7164–77. doi : 10.1074/jbc.M113.508184 . PMC 3945376. PMID  24459147 . 
  91. ^ ab Chylinski K, Makarova KS, Charpentier E, Koonin EV (июнь 2014 г.). «Классификация и эволюция систем CRISPR-Cas II типа». Nucleic Acids Research . 42 (10): 6091–6105. doi :10.1093/nar/gku241. PMC 4041416. PMID  24728998 . 
  92. ^ ab Макарова КС, Аравинд Л, Вольф ЙИ, Кунин ЕВ (июль 2011 г.). «Унификация семейств белков Cas и простой сценарий происхождения и эволюции систем CRISPR-Cas». Biology Direct . 6 : 38. doi : 10.1186/1745-6150-6-38 . PMC 3150331. PMID  21756346 . 
  93. ^ abcdefghijklmnopqrstu vw Макарова КС, Вольф ЙИ, Иранзо Дж, Шмаков СА, Алхнбаши ОС, Браунс СДж и др. (Февраль 2020 г.). «Эволюционная классификация систем CRISPR-Cas: всплеск класса 2 и производные варианты». Nature Reviews. Microbiology . 18 (2): 67–83. doi :10.1038/s41579-019-0299-x. hdl : 10045/102627 . PMC 8905525. PMID  31857715 . 
  94. ^ ab Mogila I, Kazlauskiene M, Valinskyte S, Tamulaitiene G, Tamulaitis G, Siksnys V (март 2019 г.). «Генетическое препарирование комплекса Csm системы CRISPR-Cas типа III-A раскрывает роль отдельных субъединиц». Cell Reports . 26 (10): 2753–2765.e4. doi : 10.1016/j.celrep.2019.02.029 . PMID  30840895.
  95. ^ abc Gasiunas G, Barrangou R , Horvath P, Siksnys V (сентябрь 2012 г.). «Комплекс рибонуклеопротеина Cas9-crRNA опосредует специфическое расщепление ДНК для адаптивного иммунитета у бактерий». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (39): E2579–2586. Bibcode : 2012PNAS..109E2579G. doi : 10.1073/pnas.1208507109 . PMC 3465414. PMID  22949671 . 
  96. ^ Heler R, Samai P, Modell JW, Weiner C, Goldberg GW, Bikard D и др. (март 2015 г.). «Cas9 определяет функциональные вирусные цели во время адаптации CRISPR-Cas». Nature . 519 (7542): 199–202. Bibcode :2015Natur.519..199H. doi :10.1038/nature14245. PMC 4385744 . PMID  25707807. 
  97. ^ Nam KH, Kurinov I, Ke A (сентябрь 2011 г.). «Кристаллическая структура кластеризованных регулярно расположенных коротких палиндромных повторов (CRISPR)-ассоциированного белка Csn2 выявила Ca2+-зависимую активность связывания двухцепочечной ДНК». Журнал биологической химии . 286 (35): 30759–30768. doi : 10.1074/jbc.M111.256263 . PMC 3162437. PMID  21697083 . 
  98. ^ Ли Х., Дхингра Й., Сашитал Д.Г. (апрель 2019 г.). «Комплекс Cas4-Cas1-Cas2 опосредует точную обработку преспейсера во время адаптации CRISPR». eLife . 8 . doi : 10.7554/eLife.44248 . PMC 6519985 . PMID  31021314. 
  99. ^ Chylinski K, Le Rhun A, Charpentier E (май 2013 г.). «Семейства tracrRNA и Cas9 систем иммунитета CRISPR-Cas типа II». RNA Biology . 10 (5): 726–737. doi :10.4161/rna.24321. PMC 3737331. PMID 23563642  . 
  100. ^ Макарова КС, Чжан Ф, Кунин ЕВ (январь 2017 г.). «SnapShot: Class 2 CRISPR-Cas Systems». Cell . 168 (1–2): 328–328.e1. doi : 10.1016/j.cell.2016.12.038 . PMID  28086097.
  101. ^ Пол Б., Монтойя Г. (февраль 2020 г.). «CRISPR-Cas12a: функциональный обзор и применение». Biomedical Journal . 43 (1): 8–17. doi : 10.1016 /j.bj.2019.10.005. PMC 7090318. PMID  32200959. 
  102. ^ Cox DB, Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Franklin B, Kellner MJ, Joung J, et al. (Ноябрь 2017 г.). «Редактирование РНК с помощью CRISPR-Cas13». Science . 358 (6366): 1019–1027. Bibcode :2017Sci...358.1019C. doi :10.1126/science.aaq0180. PMC 5793859 . PMID  29070703. 
  103. ^ ab Xu C, Zhou Y, Xiao Q, He B, Geng G, Wang Z и др. (май 2021 г.). «Программируемое редактирование РНК с помощью компактных систем CRISPR-Cas13 из некультивируемых микробов». Nature Methods . 18 (5): 499–506. doi : 10.1038/s41592-021-01124-4 . PMID  33941935.
  104. ^ Azangou-Khyavy M, Ghasemi M, Khanali J, Boroomand-Saboor M, Jamalkhah M, Soleimani M и др. (2020). "CRISPR/Cas: от редактирования генов опухолей до иммунотерапии рака на основе Т-клеток". Frontiers in Immunology . 11 : 2062. doi : 10.3389/fimmu.2020.02062 . PMC 7553049. PMID  33117331. 
  105. ^ ab Alyyari R, Ding SW (январь 2009 г.). «Вирусный иммунитет на основе РНК, инициированный семейством иммунных рецепторов хозяина Dicer». Immunological Reviews . 227 (1): 176–188. doi :10.1111/j.1600-065X.2008.00722.x. PMC 2676720 . PMID  19120484. 
  106. ^ Dugar G, Herbig A, Förstner KU, Heidrich N, Reinhardt R, Nieselt K и др. (май 2013 г.). «Транскриптомные карты высокого разрешения выявляют специфические для штамма регуляторные особенности множественных изолятов Campylobacter jejuni». PLOS Genetics . 9 (5): e1003495. doi : 10.1371/journal.pgen.1003495 . PMC 3656092 . PMID  23696746. 
  107. ^ Hatoum-Aslan A, Maniv I, Marraffini LA (декабрь 2011 г.). «Зрелая кластеризованная, регулярно расположенная, короткая палиндромная РНК-повтор (crRNA) длина измеряется линейным механизмом, закрепленным на участке процессинга предшественника». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (52): 21218–21222. Bibcode : 2011PNAS..10821218H. doi : 10.1073/pnas.1112832108 . PMC 3248500. PMID  22160698 . 
  108. ^ ab Yosef I, Goren MG, Qimron U (июль 2012 г.). «Белки и элементы ДНК, необходимые для процесса адаптации CRISPR в Escherichia coli». Nucleic Acids Research . 40 (12): 5569–5576. doi :10.1093/nar/gks216. PMC 3384332. PMID  22402487 . 
  109. ^ abcd Swarts DC, Мостерд С., ван Пассел М.В., Браунс С.Дж. (2012). «Вмешательство CRISPR направляет приобретение спейсера, специфичного для цепи». ПЛОС ОДИН . 7 (4): e35888. Бибкод : 2012PLoSO...735888S. дои : 10.1371/journal.pone.0035888 . ПМЦ 3338789 . ПМИД  22558257. 
  110. ^ Babu M , Beloglazova N, Flick R, Graham C, Skarina T, Nocek B, et al. (Январь 2011). «Двойная функция системы CRISPR-Cas в бактериальном антивирусном иммунитете и репарации ДНК». Molecular Microbiology . 79 (2): 484–502. doi :10.1111/j.1365-2958.2010.07465.x. PMC 3071548 . PMID  21219465. 
  111. ^ Han D, Lehmann K, Krauss G (июнь 2009 г.). «SSO1450 — белок CAS1 из Sulfolobus solfataricus P2 с высоким сродством к РНК и ДНК». FEBS Letters . 583 (12): 1928–1932. Bibcode : 2009FEBSL.583.1928H. doi : 10.1016/j.febslet.2009.04.047. PMID  19427858.
  112. ^ Wiedenheft B, Zhou K, Jinek M, Coyle SM, Ma W, Doudna JA (июнь 2009 г.). «Структурная основа активности ДНКазы консервативного белка, вовлеченного в защиту генома с помощью CRISPR». Structure . 17 (6): 904–912. doi : 10.1016/j.str.2009.03.019 . PMID  19523907.
  113. ^ Белоглазова Н., Браун Г., Циммерман М.Д., Праудфут М., Макарова К.С., Кудрицка М. и др. (июль 2008 г.). «Новое семейство эндорибонуклеаз, специфичных к последовательности, связанных с короткими палиндромными повторами, расположенными кластерами и регулярно интерспейсированными». Журнал биологической химии . 283 (29): 20361–20371. doi : 10.1074/jbc.M803225200 . PMC 2459268. PMID  18482976 . 
  114. ^ Samai P, Smith P, Shuman S (декабрь 2010 г.). «Структура белка Cas2, связанного с CRISPR, из Desulfovibrio vulgaris». Acta Crystallographica Section F . 66 (Pt 12): 1552–1556. doi :10.1107/S1744309110039801. PMC 2998353 . PMID  21139194. 
  115. ^ Nam KH, Ding F, Haitjema C, Huang Q, DeLisa MP, Ke A (октябрь 2012 г.). "Двуцепочечная эндонуклеазная активность в белке Cas2, ассоциированном с кластеризованными регулярно интерспейсированными короткими палиндромными повторами Bacillus halodurans (CRISPR)". Журнал биологической химии . 287 (43): 35943–35952. doi : 10.1074/jbc.M112.382598 . PMC 3476262. PMID  22942283 . 
  116. ^ ab Nuñez JK, Kranzusch PJ, Noeske J, Wright AV, Davies CW, Doudna JA (июнь 2014 г.). «Образование комплекса Cas1-Cas2 опосредует приобретение спейсера во время адаптивного иммунитета CRISPR-Cas». Nature Structural & Molecular Biology . 21 (6): 528–534. doi :10.1038/nsmb.2820. PMC 4075942 . PMID  24793649. 
  117. ^ Nuñez JK, Lee AS, Engelman A, Doudna JA (март 2015 г.). «Приобретение спейсера, опосредованное интегразой, во время адаптивного иммунитета CRISPR-Cas». Nature . 519 (7542): 193–198. Bibcode :2015Natur.519..193N. doi :10.1038/nature14237. PMC 4359072 . PMID  25707795. 
  118. ^ Wang J, Li J, Zhao H, Sheng G, Wang M, Yin M и др. (ноябрь 2015 г.). «Структурная и механистическая основа PAM-зависимого приобретения спейсера в системах CRISPR-Cas». Cell . 163 (4): 840–853. doi : 10.1016/j.cell.2015.10.008 . PMID  26478180.
  119. ^ Nuñez JK, Harrington LB, Kranzusch PJ, Engelman AN, Doudna JA (ноябрь 2015 г.). «Захват чужеродной ДНК во время адаптивного иммунитета CRISPR-Cas». Nature . 527 (7579): 535–538. Bibcode :2015Natur.527..535N. doi :10.1038/nature15760. PMC 4662619 . PMID  26503043. 
  120. ^ Сорек Р., Лоуренс К. М., Виденхефт Б. (2013). «CRISPR-опосредованные адаптивные иммунные системы у бактерий и архей». Annual Review of Biochemistry . 82 (1): 237–266. doi : 10.1146/annurev-biochem-072911-172315 . PMID  23495939.
  121. ^ Nuñez JK, Bai L, Harrington LB, Hinder TL, Doudna JA (июнь 2016 г.). «Иммунологическая память CRISPR требует фактора хозяина для специфичности». Molecular Cell . 62 (6): 824–833. doi : 10.1016/j.molcel.2016.04.027 . PMID  27211867.
  122. ^ Fagerlund RD, Wilkinson ME, Klykov O, Barendregt A, Pearce FG, Kieper SN и др. (июнь 2017 г.). «Захват спейсера и интеграция комплексом адаптации CRISPR Cas1-Cas2–3 типа IF». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (26): E5122–E5128. Bibcode : 2017PNAS..114E5122F. doi : 10.1073/pnas.1618421114 . PMC 5495228. PMID  28611213 . 
  123. ^ Rollie C, Graham S, Rouillon C, White MF (февраль 2018 г.). «Преспейсерная обработка и специфическая интеграция в системе CRISPR типа IA». Nucleic Acids Research . 46 (3): 1007–1020. doi :10.1093/nar/gkx1232. PMC 5815122. PMID  29228332 . 
  124. ^ abcd Horvath P, Romero DA, Coûté-Monvoisin AC, Richards M, Deveau H, Moineau S, et al. (февраль 2008 г.). «Разнообразие, активность и эволюция локусов CRISPR у Streptococcus thermophilus». Журнал бактериологии . 190 (4): 1401–1412. doi :10.1128/JB.01415-07. PMC 2238196. PMID  18065539 . 
  125. ^ abc Дево Х., Баррангу Р. , Гарно Дж.Э., Лабонте Дж., Фремо С., Бояваль П. и др. (февраль 2008 г.). «Фаговый ответ на устойчивость, кодируемую CRISPR, у Streptococcus thermophilus». Журнал бактериологии . 190 (4): 1390–1400. дои : 10.1128/JB.01412-07. ПМК 2238228 . ПМИД  18065545. 
  126. ^ Mojica FJ, Díez-Villaseñor C, García-Martínez J, Almendros C (март 2009). «Короткие последовательности мотивов определяют цели прокариотической системы защиты CRISPR». Microbiology . 155 (Pt 3): 733–740. doi : 10.1099/mic.0.023960-0 . PMID  19246744.
  127. ^ ab Lillestøl RK, Shah SA, Brügger K, Redder P, Phan H, Christiansen J, et al. (апрель 2009 г.). «CRISPR-семейства рода кренархей Sulfolobus: двунаправленная транскрипция и динамические свойства». Molecular Microbiology . 72 (1): 259–272. doi :10.1111/j.1365-2958.2009.06641.x. PMID  19239620.
  128. ^ ab Shah SA, Hansen NR, Garrett RA (февраль 2009 г.). «Распределение совпадений спейсера CRISPR в вирусах и плазмидах кренархейных ацидотермофилов и их влияние на механизм ингибирования». Труды биохимического общества . 37 (ч. 1): 23–28. doi :10.1042/BST0370023. PMID  19143596.
  129. ^ аб Диес-Вильясеньор С, Гусман Н.М., Альмендрос С., Гарсиа-Мартинес Х., Мохика Ф.Дж. (май 2013 г.). «Репортерные плазмиды интеграции CRISPR-спейсера обнаруживают различные подлинные особенности приобретения среди вариантов CRISPR-Cas IE Escherichia coli». Биология РНК . 10 (5): 792–802. дои : 10.4161/rna.24023. ПМЦ 3737337 . ПМИД  23445770. 
  130. ^ abc Erdmann S, Garrett RA (сентябрь 2012 г.). «Избирательное и гиперактивное поглощение чужеродной ДНК адаптивными иммунными системами архея посредством двух различных механизмов». Молекулярная микробиология . 85 (6): 1044–1056. doi :10.1111/j.1365-2958.2012.08171.x. PMC 3468723. PMID  22834906 . 
  131. ^ ab Shah SA, Erdmann S, Mojica FJ, Garrett RA (май 2013 г.). «Мотивы распознавания протоспейсера: смешанные идентичности и функциональное разнообразие». RNA Biology . 10 (5): 891–899. doi :10.4161/rna.23764. PMC 3737346 . PMID  23403393. 
  132. ^ Андерссон А. Ф., Банфилд Дж. Ф. (май 2008 г.). «Динамика популяции вирусов и приобретенная устойчивость к вирусам в естественных микробных сообществах». Science . 320 (5879): 1047–1050. Bibcode :2008Sci...320.1047A. doi :10.1126/science.1157358. PMID  18497291.
  133. ^ abcd Pride DT, Sun CL, Salzman J, Rao N, Loomer P, Armitage GC и др. (январь 2011 г.). «Анализ стрептококковых CRISPR из человеческой слюны выявляет существенное разнообразие последовательностей внутри субъектов и между ними с течением времени». Genome Research . 21 (1): 126–136. doi :10.1101/gr.111732.110. PMC 3012920 . PMID  21149389. 
  134. ^ ab Goren MG, Yosef I, Auster O, Qimron U (октябрь 2012 г.). "Экспериментальное определение кластеризованного регулярно расположенного короткого палиндромного дупликона в Escherichia coli ". Журнал молекулярной биологии . 423 (1): 14–16. doi :10.1016/j.jmb.2012.06.037. PMID  22771574.
  135. ^ abc Даценко КА, Пугач К, Тихонов А, Ваннер БЛ, Северинов К, Семенова Е (июль 2012 г.). «Молекулярная память о предшествующих инфекциях активирует адаптивную систему бактериального иммунитета CRISPR/Cas». Nature Communications . 3 : 945. Bibcode :2012NatCo...3..945D. doi : 10.1038/ncomms1937 . PMID  22781758.
  136. ^ Gesner EM, Schellenberg MJ, Garside EL, George MM, Macmillan AM (июнь 2011 г.). «Распознавание и созревание эффекторных РНК в пути интерференции CRISPR». Nature Structural & Molecular Biology . 18 (6): 688–692. doi :10.1038/nsmb.2042. PMID  21572444.
  137. ^ Sashital DG, Jinek M, Doudna JA (июнь 2011 г.). «Вызванное РНК конформационное изменение, необходимое для расщепления РНК CRISPR эндорибонуклеазой Cse3». Nature Structural & Molecular Biology . 18 (6): 680–687. doi :10.1038/nsmb.2043. PMID  21572442.
  138. ^ Haurwitz RE, Jinek M, Wiedenheft B, Zhou K, Doudna JA (сентябрь 2010 г.). «Секвенсо- и структурно-специфическая обработка РНК эндонуклеазой CRISPR». Science . 329 (5997): 1355–1358. Bibcode :2010Sci...329.1355H. doi :10.1126/science.1192272. PMC 3133607 . PMID  20829488. 
  139. ^ ab Кунин В., Сорек Р., Хугенхольц П. (2007). "Эволюционная консервация последовательности и вторичных структур в повторах CRISPR". Genome Biology . 8 (4): R61. doi : 10.1186 /gb-2007-8-4-r61 . PMC 1896005. PMID  17442114. 
  140. ^ Carte J, Wang R, Li H, Terns RM, Terns MP (декабрь 2008 г.). «Cas6 — это эндорибонуклеаза, которая генерирует направляющие РНК для защиты от захватчиков у прокариот». Genes & Development . 22 (24): 3489–3496. doi :10.1101/gad.1742908. PMC 2607076 . PMID  19141480. 
  141. ^ Wang R, Preamplume G, Terns MP, Terns RM, Li H (февраль 2011 г.). «Взаимодействие рибоэндонуклеазы Cas6 с РНК CRISPR: распознавание и расщепление». Structure . 19 (2): 257–264. doi :10.1016/j.str.2010.11.014. PMC 3154685 . PMID  21300293. 
  142. ^ Niewoehner O, Jinek M, Doudna JA (январь 2014 г.). «Эволюция распознавания и обработки CRISPR РНК эндонуклеазами Cas6». Nucleic Acids Research . 42 (2): 1341–1353. doi :10.1093/nar/gkt922. PMC 3902920. PMID  24150936 . 
  143. ^ Semenova E, Jore MM, Datsenko KA, Semenova A, Westra ER, Wanner B, et al. (Июнь 2011). "Interference by clustered regular interspaced short palindromic repeat (CRISPR) RNA is governed by a seed sequence". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (25): 10098–10103. Bibcode :2011PNAS..10810098S. doi : 10.1073/pnas.1104144108 . PMC 3121866 . PMID  21646539. 
  144. ^ Gudbergsdottir S, Deng L, Chen Z, Jensen JV, Jensen LR, She Q и др. (январь 2011 г.). «Динамические свойства систем CRISPR/Cas и CRISPR/Cmr Sulfolobus при взаимодействии с векторными вирусными и плазмидными генами и протоспейсерами». Молекулярная микробиология . 79 (1): 35–49. doi :10.1111/j.1365-2958.2010.07452.x. PMC 3025118. PMID  21166892 . 
  145. ^ Manica A, Zebec Z, Teichmann D, Schleper C (апрель 2011 г.). «In vivo активность защиты вирусов, опосредованной CRISPR, в гипертермофильной архее». Молекулярная микробиология . 80 (2): 481–491. doi : 10.1111/j.1365-2958.2011.07586.x . PMID  21385233.
  146. ^ Джоре М.М., Лундгрен М., ван Дуйн Э., Бултема Дж.Б., Вестра Э.Р., Вагмаре С.П. и др. (май 2011 г.). «Структурная основа распознавания ДНК с помощью CRISPR РНК с помощью Cascade». Структурная и молекулярная биология природы . 18 (5): 529–536. дои : 10.1038/nsmb.2019. ПМИД  21460843.
  147. ^ Виденхефт Б., Ландер Г.К., Чжоу К., Джор М.М., Браунс С.Дж., ван дер Ост Дж. и др. (сентябрь 2011 г.). «Структуры РНК-ориентированного комплекса наблюдения бактериальной иммунной системы». Природа . 477 (7365): 486–489. Бибкод : 2011Natur.477..486W. дои : 10.1038/nature10402. ПМК 4165517 . ПМИД  21938068. 
  148. ^ Zhang J, Rouillon C, Kerou M, Reeks J, Brugger K, Graham S и др. (февраль 2012 г.). «Структура и механизм комплекса CMR для противовирусного иммунитета, опосредованного CRISPR». Molecular Cell . 45 (3): 303–313. doi :10.1016/j.molcel.2011.12.013. PMC 3381847. PMID 22227115  . 
  149. ^ ab Hale CR, Zhao P, Olson S, Duff MO, Graveley BR, Wells L, et al. (Ноябрь 2009). "РНК-управляемое расщепление РНК комплексом белков CRISPR RNA-Cas". Cell . 139 (5): 945–956. doi :10.1016/j.cell.2009.07.040. PMC 2951265 . PMID  19945378. 
  150. ^ Эстрелла МА, Куо ФТ, Бейли С (2016). «РНК-активированное расщепление ДНК эффекторным комплексом CRISPR–Cas типа III-B». Гены и развитие . 30 (4): 460–470. doi :10.1101/gad.273722.115. PMC 4762430. PMID  26848046 . 
  151. ^ Samai P, Pyenson N , Jiang W, Goldberg GW, Hatoum-Aslan A, Marraffini LA (2015). «Котранскрипционное расщепление ДНК и РНК во время иммунитета CRISPR-Cas III типа». Cell . 161 (5): 1164–1174. doi :10.1016/j.cell.2015.04.027. PMC 4594840 . PMID  25959775. 
  152. ^ abc Marraffini LA, Sontheimer EJ (январь 2010 г.). «Своя-чужая дискриминация во время иммунитета, направленного на CRISPR РНК». Nature . 463 (7280): 568–571. Bibcode :2010Natur.463..568M. doi :10.1038/nature08703. PMC 2813891 . PMID  20072129. 
  153. ^ Крупович М., Бегуин П., Кунин ЕВ. (август 2017 г.). «Каспозоны: мобильные генетические элементы, которые дали начало механизму адаптации CRISPR-Cas». Current Opinion in Microbiology . 38 : 36–43. doi :10.1016/j.mib.2017.04.004. PMC 5665730. PMID  28472712 . 
  154. ^ Кунин EV , Макарова KS (май 2013). «CRISPR-Cas: эволюция системы адаптивного иммунитета на основе РНК у прокариот». RNA Biology . 10 (5): 679–686. doi :10.4161/rna.24022. PMC 3737325. PMID  23439366 . 
  155. ^ Кунин EV , Макарова KS, Чжан F (июнь 2017). «Разнообразие, классификация и эволюция систем CRISPR-Cas». Current Opinion in Microbiology . 37 : 67–78. doi :10.1016/j.mib.2017.05.008. PMC 5776717. PMID 28605718  . 
  156. ^ ab Шмаков С, Смаргон А, Скотт Д, Кокс Д, Пызоха Н, Ян В и др. (март 2017 г.). «Разнообразие и эволюция систем CRISPR-Cas класса 2». Nature Reviews. Microbiology . 15 (3): 169–182. doi :10.1038/nrmicro.2016.184. PMC 5851899 . PMID  28111461. 
  157. ^ Купчок А., Боллбек Дж. П. (февраль 2013 г.). «Вероятностные модели эволюции содержимого спейсера CRISPR». BMC Evolutionary Biology . 13 (1): 54. Bibcode : 2013BMCEE..13...54K. doi : 10.1186/1471-2148-13-54 . PMC 3704272. PMID  23442002 . 
  158. ^ Sternberg SH, Richter H, Charpentier E, Qimron U (март 2016 г.). «Адаптация в системах CRISPR-Cas». Molecular Cell . 61 (6): 797–808. doi :10.1016/j.molcel.2016.01.030. hdl : 21.11116/0000-0003-E74E-2 . PMID  26949040.
  159. ^ Кунин EV , Вольф YI (ноябрь 2009 г.). «Является ли эволюция дарвиновской или/и ламаркистской?». Biology Direct . 4 : 42. doi : 10.1186/1745-6150-4-42 . PMC 2781790. PMID  19906303 . 
  160. ^ Weiss A (октябрь 2015 г.). «Ламарковские иллюзии». Trends in Ecology & Evolution . 30 (10): 566–568. Bibcode : 2015TEcoE..30..566W. doi : 10.1016/j.tree.2015.08.003 . PMID  26411613.
  161. ^ ab Koonin EV , Wolf YI (февраль 2016 г.). "Just how Lamarckian is CRISPR-Cas immunity: the continuum of evolvability machines". Biology Direct . 11 (1): 9. doi : 10.1186/s13062-016-0111-z . PMC 4765028 . PMID  26912144. 
  162. ^ Heidelberg JF, Nelson WC, Schoenfeld T, Bhaya D (2009). Ahmed N (ред.). «Бактериологическая война в сообществе микробных матов: CRISPR дают представление о совместной эволюции геномов хозяина и вируса». PLOS ONE . 4 (1): e4169. Bibcode : 2009PLoSO...4.4169H. doi : 10.1371/journal.pone.0004169 . PMC 2612747. PMID  19132092 . 
  163. ^ Touchon M, Rocha EP (июнь 2010 г.). Randau L (ред.). «Малый, медленный и специализированный CRISPR и анти-CRISPR у Escherichia и Salmonella». PLOS ONE . 5 (6): e11126. Bibcode : 2010PLoSO...511126T. doi : 10.1371/journal.pone.0011126 . PMC 2886076. PMID  20559554 . 
  164. ^ abc Rho M, Wu YW, Tang H, Doak TG, Ye Y (2012). «Разнообразные CRISPR, эволюционирующие в микробиомах человека». PLOS Genetics . 8 (6): e1002441. doi : 10.1371/journal.pgen.1002441 . PMC 3374615. PMID  22719260 . 
  165. ^ ab Sun CL, Barrangou R , Thomas BC, Horvath P, Fremaux C, Banfield JF (февраль 2013 г.). «Мутации фагов в ответ на диверсификацию CRISPR в бактериальной популяции». Environmental Microbiology . 15 (2): 463–470. Bibcode : 2013EnvMi..15..463S. doi : 10.1111/j.1462-2920.2012.02879.x. PMID  23057534.
  166. ^ Kuno S, Sako Y, Yoshida T (май 2014). «Диверсификация CRISPR в пределах сосуществующих генотипов в естественной популяции цианобактерии Microcystis aeruginosa, формирующей цветение». Микробиология . 160 (Pt 5): 903–916. doi : 10.1099/mic.0.073494-0 . PMID  24586036.
  167. ^ Сорек Р., Кунин В., Хугенхольц П. (март 2008 г.). «CRISPR — широко распространенная система, которая обеспечивает приобретенную устойчивость к фагам у бактерий и архей». Nature Reviews. Microbiology . 6 (3): 181–186. doi :10.1038/nrmicro1793. PMID  18157154. Таблица 1: Веб-ресурсы для анализа CRISPR
  168. ^ Pride DT, Salzman J, Relman DA (сентябрь 2012 г.). «Сравнение кластеризованных регулярно расположенных коротких палиндромных повторов и виромов в слюне человека выявляет бактериальную адаптацию к вирусам слюны». Environmental Microbiology . 14 (9): 2564–2576. Bibcode :2012EnvMi..14.2564P. doi :10.1111/j.1462-2920.2012.02775.x. PMC 3424356 . PMID  22583485. 
  169. ^ Held NL, Herrera A, Whitaker RJ (ноябрь 2013 г.). «Реассортация локусов повторов-спейсеров CRISPR у Sulfolobus islandicus». Environmental Microbiology . 15 (11): 3065–3076. Bibcode : 2013EnvMi..15.3065H. doi : 10.1111/1462-2920.12146. PMID  23701169.
  170. ^ Held NL, Herrera A, Cadillo-Quiroz H, Whitaker RJ (сентябрь 2010 г.). "CRISPR-ассоциированное разнообразие в популяции Sulfolobus islandicus". PLOS ONE . 5 (9): e12988. Bibcode : 2010PLoSO...512988H. doi : 10.1371/journal.pone.0012988 . PMC 2946923. PMID  20927396 . 
  171. ^ abc Медведева С., Лю Ю., Кунин ЕВ., Северинов К., Прангишвили Д., Крупович М. (ноябрь 2019 г.). «Вирусные мини-CRISPR-массивы участвуют в межвирусных конфликтах». Nature Communications . 10 (1): 5204. Bibcode :2019NatCo..10.5204M. doi :10.1038/s41467-019-13205-2. PMC 6858448 . PMID  31729390. 
  172. ^ Skennerton CT, Imelfort M, Tyson GW (май 2013 г.). "Crass: идентификация и реконструкция CRISPR из несобранных метагеномных данных". Nucleic Acids Research . 41 (10): e105. doi :10.1093/nar/gkt183. PMC 3664793. PMID  23511966 . 
  173. ^ Stern A, Mick E, Tirosh I, Sagy O, Sorek R (октябрь 2012 г.). «Нацеливание CRISPR выявляет резервуар общих фагов, связанных с микробиомом кишечника человека». Genome Research . 22 (10): 1985–1994. doi :10.1101/gr.138297.112. PMC 3460193. PMID  22732228. 
  174. ^ Novick RP, Christie GE, Penadés JR (август 2010 г.). «Фаго-связанные хромосомные острова грамположительных бактерий». Nature Reviews Microbiology . 8 (8): 541–551. doi :10.1038/nrmicro2393. PMC 3522866. PMID  20634809 . 
  175. ^ Ram G, Chen J, Kumar K, Ross HF, Ubeda C, Damle PK и др. (октябрь 2012 г.). «Вмешательство острова патогенности стафилококка в размножение фагов-помощников — парадигма молекулярного паразитизма». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (40): 16300–16305. Bibcode : 2012PNAS..10916300R. doi : 10.1073/pnas.1204615109 . PMC 3479557. PMID  22991467 . 
  176. ^ Ram G, Chen J, Ross HF, Novick RP (октябрь 2014 г.). «Точно модулированное вмешательство острова патогенности с транскрипцией позднего фагового гена». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (40): 14536–14541. Bibcode : 2014PNAS..11114536R. doi : 10.1073/pnas.1406749111 . PMC 4209980. PMID  25246539 . 
  177. ^ Seed KD, Lazinski DW, Calderwood SB, Camilli A (февраль 2013 г.). «Бактериофаг кодирует собственный адаптивный ответ CRISPR/Cas, чтобы обойти врожденный иммунитет хозяина». Nature . 494 (7438): 489–491. Bibcode :2013Natur.494..489S. doi :10.1038/nature11927. PMC 3587790 . PMID  23446421. 
  178. ^ Boyd CM, Angermeyer A, Hays SG, Barth ZK, Patel KM, Seed KD (сентябрь 2021 г.). «Бактериофаг ICP1: стойкий хищник Vibrio cholerae». Annual Review of Virology . 8 (1): 285–304. doi : 10.1146/annurev-virology-091919-072020 . ISSN  2327-056X. PMC 9040626. PMID 34314595  . 
  179. ^ Feng Q, Li Q, Zhou H, Wang Z, Lin C, Jiang Z и др. (август 2024 г.). «Технология CRISPR при заболеваниях человека». Medcomm . 5 (8): e672. doi :10.1002/mco2.672. PMC 11286548. PMID 39081515  . 
  180. ^ Li T, Li S, Kang Y, Zhou J, Yi M (август 2024 г.). «Использование развивающегося CRISPR/Cas9 для точной онкологии». Журнал трансляционной медицины . 22 (1): 749. doi : 10.1186/s12967-024-05570-4 . PMC 11312220. PMID  39118151 . 
  181. ^ Mishra S, Nayak S, Tuteja N, Poosapati S, Swain DM, Sahoo RK (июль 2024 г.). «CRISPR/Cas-опосредованная генная инженерия в растениях: применение и перспективы». Растения . 13 (14). Базель, Швейцария: 1884. doi : 10.3390/plants13141884 . PMC 11279650. PMID  39065411 . 
  182. ^ Каур Р., Гупта С., Чаухан А., Мишра В., Шарма МК., Сингх Дж. (август 2024 г.). «Использование возможностей микрофлюидики на основе кластеризованных регулярно расположенных коротких палиндромных повторов (CRISPR) для молекулярной диагностики следующего поколения». Molecular Biology Reports . 51 (1): 896. doi :10.1007/s11033-024-09840-8. PMID  39115550.
  183. ^ Shinwari ZK, Tanveer F, Khalil AT (2018). «Этические вопросы, касающиеся редактирования генома с помощью CRISPR». Current Issues in Molecular Biology . 26 : 103–110. doi : 10.21775/cimb.026.103 . PMID  28879860.
  184. ^ Kozan DW, Farber SA (февраль 2024 г.). «Разумно ли когда-либо редактировать аллели дикого типа? Сконструированные аллели CRISPR против миллионов лет эволюции человека». Артериосклероз, тромбоз и сосудистая биология . 44 (2): 328–333. doi :10.1161/ATVBAHA.123.318069. PMC  10948015. PMID  38059350.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме CRISPR .
В Scholia есть профиль темы CRISPR .

Банк данных белков