微生物所在解析CRISPR高效适应机制方面取得新进展( 二 )
虽然“引发”机制对于CRISPR免疫的重要性已成为科学家们的普遍共识 , 但这一认识仅限于逃逸病毒的再次入侵 , 或近缘病毒(与spacer来源病毒具有相似的序列)的入侵等生理场景 。 向华课题组近期通过对引发crRNA分子进行大量改造 , 发现当改变该分子的一些保守特征时(如3′端保守handle序列缺失、5′末端的羟基基团替换成三磷酸基团等) , crRNA的胞内稳定性和浓度大大降低 , 同时该分子介导的病毒干扰过程几近被阻断;但值得注意的是 , 引发适应过程几乎不受影响 , 甚至会有所增强(如图) 。 更令人吃惊的是 , 该RNA分子最少仅需要5′端的6个保守碱基(当然还有spacer序列)就可以引发适应过程 。 另外 , 引发过程比干扰过程还能耐受更大范围的spacer长度变化 。 这些数据表明 , 引发过程中crRNA分子的可塑性极强 , 且极低的胞内浓度即可引发高效的适应过程 , 凸显了引发机制超凡的高效性和鲁棒性 , 与早前发现的引发适应严格异己区分机制相得益彰;而相比之下 , 干扰过程耐受性较差 , 需要较高的crRNA胞内浓度 。 这暗示在病毒侵染初期 , 引发适应可通过从病毒快速获取新spacer提高有效crRNA分子的浓度 , 强化干扰效果 , 这对清除快速复制增殖的病毒分子非常重要 。 因此 , 他们认为“引发”机制对CRISPR免疫的重要性体现在多个层面 , 在病毒侵染初期(强化对病毒干扰效果 , 保障对快速复制的病毒分子的彻底清除)和病毒侵染后期(应对病毒逃逸突变 , 保障对不断进化的病毒分子的快速适应)均发挥重要作用 , 这也可能解释了具备该机制的I类CRISPR系统在自然界中的更高普遍性 。
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