Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

CRISPR ( / K R ɪ сек р ər / ) ( кластерный регулярно interspaced короткие палиндромных повторы ) представляет собой семейство ДНК - последовательностей найдены в геномах из прокариотических организмов , таких как бактерии и археи . [2] Эти последовательности получены из фрагментов ДНК бактериофагов.который ранее заразил прокариот. Они используются для обнаружения и уничтожения ДНК подобных бактериофагов во время последующих инфекций. Следовательно, эти последовательности играют ключевую роль в системе противовирусной (т.е. антифаговой) защиты прокариот. [2]

Схема механизма противовирусной защиты прокариот CRISPR [3]

Система CRISPR-Cas - это прокариотическая иммунная система, которая придает устойчивость к чужеродным генетическим элементам, таким как те, которые присутствуют в плазмидах и фагах [4] [5] [6], и обеспечивает форму приобретенного иммунитета . РНК, несущая спейсерную последовательность, помогает Cas (ассоциированным с CRISPR) белкам распознавать и разрезать чужеродную патогенную ДНК. Другие РНК-управляемые белки Cas разрезают чужеродную РНК. [7] CRISPR обнаружены примерно в 50% секвенированных бактериальных геномов и почти в 90% секвенированных архей. [8]

Cas9 (или «CRISPR-связанный белок 9») представляет собой фермент, который использует последовательности CRISPR в качестве ориентира для распознавания и расщепления конкретных цепей ДНК, которые комплементарны последовательности CRISPR. Ферменты Cas9 вместе с последовательностями CRISPR составляют основу технологии, известной как CRISPR-Cas9, которую можно использовать для редактирования генов внутри организмов. [9] Этот процесс редактирования имеет широкий спектр приложений, включая фундаментальные биологические исследования, разработку биотехнологических продуктов и лечение заболеваний. [10] [11] Технология редактирования генома CRISPR-Cas9 внесла значительный вклад в присуждение Нобелевской премии по химии в 2020 году Эммануэль Шарпантье.и Дженнифер Дудна . [12] [13]

История [ править ]

Повторяющиеся последовательности [ править ]

Открытие кластерных повторов ДНК произошло независимо в трех частях света. Первое описание того , что позже назовут CRISPR от университета Осаки исследователь Yoshizumi Ишино и его коллеги в 1987 году они случайно клонировали часть последовательности CRISPR вместе с « IAP» гена (изофермент превращение щелочной фосфатазы) [14] , что было их цель. Организация повторов была необычной. Повторяющиеся последовательности обычно располагаются последовательно, без вкрапления различных последовательностей. [14] [11] Они не знали функции прерванных кластерных повторов.

В 1993 году исследователи Mycobacterium tuberculosis в Нидерландах опубликовали две статьи о кластере прерванных прямых повторов (DR) в этой бактерии. Они признали разнообразие последовательностей, которые вмешиваются в прямые повторы среди различных штаммов M. tuberculosis [15], и использовали это свойство для разработки метода типирования, который получил название сполиготипирование , которое используется до сих пор. [16] [17]

Франсиско Мохика из Университета Аликанте в Испании изучал повторы, наблюдаемые в архейных организмах видов Haloferax и Haloarcula , и их функцию. В то время руководитель Mojica предположил, что кластерные повторы играют роль в правильном разделении реплицированной ДНК на дочерние клетки во время деления клеток, потому что плазмиды и хромосомы с идентичными массивами повторов не могут сосуществовать в Haloferax volcanii . Транскрипция прерванных повторов также отмечена впервые; это была первая полная характеристика CRISPR. [17] [18]К 2000 году Мохика провел обзор научной литературы, а один из его учеников провел поиск в опубликованных геномах с помощью программы, разработанной им самим. Они определили прерывистые повторы у 20 видов микробов как принадлежащих к одному семейству. [19] В 2001 году Мойика и Рууд Янсен , которые искали дополнительные прерванные повторы, предложили аббревиатуру CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), чтобы облегчить путаницу, возникающую из-за многочисленных сокращений, используемых для описания последовательностей в научной литературе. [18] [20] В 2002 году Тан и др. показали доказательства того, что области повторов CRISPR из генома Archaeoglobus fulgidusбыли транскрибированы в длинные молекулы РНК, которые впоследствии были преобразованы в малые РНК единичной длины, плюс некоторые более длинные формы из 2, 3 или более единиц спейсер-повтора. [21] [22]

Системы, связанные с CRISPR [ править ]

Важным дополнением к пониманию CRISPR стало наблюдение Янсена о том, что кластер прокариотных повторов сопровождался набором гомологичных генов, составляющих CRISPR-ассоциированные системы или гены cas . Первоначально были распознаны четыре гена cas ( cas 1–4). Белки Cas показали мотивы геликазы и нуклеазы , предполагая роль в динамической структуре локусов CRISPR. [23] В этой публикации аббревиатура CRISPR использовалась в качестве универсального названия этого шаблона. Однако функция CRISPR оставалась загадочной.

Упрощенная диаграмма локуса CRISPR. Показаны три основных компонента локуса CRISPR: гены cas , лидерная последовательность и массив повтор-спейсер. Повторы показаны серыми прямоугольниками, а разделители - цветными полосами. Расположение трех компонентов не всегда такое, как показано. [24] [25] Кроме того, в одном геноме могут присутствовать несколько CRISPR со схожими последовательностями, только один из которых связан с генами cas . [26]

В 2005 году три независимые исследовательские группы показали, что некоторые спейсеры CRISPR являются производными фаговой ДНК и внехромосомной ДНК, например плазмид . [27] [28] [29] По сути, спейсеры - это фрагменты ДНК, полученные от вирусов, которые ранее пытались атаковать клетку. Источник спейсеров был признаком того, что система CRISPR / cas может играть роль в адаптивном иммунитете бактерий . [24] [30] Все три исследования, предлагающие эту идею, изначально были отклонены авторитетными журналами, но в конечном итоге появились в других журналах. [31]

Первая публикация [28], предлагающая роль CRISPR-Cas в микробном иммунитете, Mojica и соавторы из Университета Аликанте , предсказали роль РНК-транскрипта спейсеров в распознавании мишени в механизме, который может быть аналогичен РНК-интерференции. система, используемая эукариотическими клетками. Кунин и его коллеги расширили эту гипотезу РНК-интерференции, предложив механизмы действия для различных подтипов CRISPR-Cas в соответствии с предполагаемой функцией их белков. [32]

Экспериментальная работа нескольких групп позволила выявить основные механизмы иммунитета CRISPR-Cas. В 2007 году было опубликовано первое экспериментальное доказательство того, что CRISPR является адаптивной иммунной системой. [11] [5] Область CRISPR в Streptococcus thermophilus приобрела спейсеры из ДНК инфекционного бактериофага . Исследователи манипулировали устойчивостью S. thermophilus к различным типам фагов, добавляя и удаляя спейсеры, последовательность которых соответствовала последовательности, обнаруженной в тестируемых фагах. [33] [34] В 2008 году Браунс и Ван дер Ост идентифицировали комплекс белков Cas (названный Cascade), который в E. coliразрезать предшественник РНК CRISPR в повторах на зрелые содержащие спейсер молекулы РНК, называемые РНК CRISPR (crRNA), которые остаются связанными с белковым комплексом. [35] Кроме того, было обнаружено, что каскад, crRNA и геликаза / нуклеаза ( Cas3 ) необходимы для обеспечения бактериального хозяина иммунитетом против инфекции ДНК-вирусом . Создавая антивирусный CRISPR, они продемонстрировали, что две ориентации crRNA (смысловая / антисмысловая) обеспечивают иммунитет, указывая на то, что направляющие crRNA нацелены на дцДНК. 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 предполагаемому механизму иммунитета CRISPR-Cas, подобному РНК-интерференции, хотя система CRISPR-Cas, нацеленная на чужеродную РНК, была позже обнаружена у Pyrococcus furiosus . [11] [33] Исследование 2010 года показало, что CRISPR-Cas разрезает как цепи фаговой, так и плазмидной ДНК в S. thermophilus . [36]

Cas9 [ править ]

Исследователи изучили более простую систему CRISPR из Streptococcus pyogenes, которая полагается на белок Cas9 . Эндонуклеаза Cas9 представляет собой четырехкомпонентную систему, которая включает две небольшие молекулы crRNA и трансактивирующую CRISPR-РНК (tracrRNA). [37] [38] Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье преобразовали эндонуклеазу Cas9 в более управляемую двухкомпонентную систему, объединив две молекулы РНК в «однонаправленную РНК», которая в сочетании с Cas9 могла находить и разрезать ДНК-мишень, указанная направляющей РНК. Этот вклад был настолько значительным, что был отмечен Нобелевской премией по химии.в 2020 году. Манипулируя нуклеотидной последовательностью направляющей РНК, искусственная система Cas9 может быть запрограммирована для нацеливания на любую последовательность ДНК для расщепления. [39] Другая группа сотрудников, включающая Виргиниюса Шикшниса вместе с Гасюнасом, Баррангу и Хорватом, показала, что Cas9 из системы CRISPR S. thermophilus также может быть перепрограммирован для нацеливания на выбранный ими сайт путем изменения последовательности его crRNA. Эти достижения стимулировали усилия по редактированию геномов с помощью модифицированной системы CRISPR-Cas9. [17]

Группы, возглавляемые Фэн Чжаном и Джорджем Черчем, одновременно впервые опубликовали описания редактирования генома в культурах человеческих клеток с использованием CRISPR-Cas9. [11] [40] [41] С тех пор были использован в широком диапазоне организмов, в том числе пекарских дрожжей ( Saccharomyces дрожжи ), [42] [43] [44] патогенные микроорганизмы Candida Albicans , [45] [46] данио ( Danio rerio ), [47] плодовые мушки ( Drosophila melanogaster ), [48] [49] муравьи ( Harpegnathos saltator)[50] и Ooceraea biroi [51] ), комаров ( Aedes aegypti [52] ), нематод ( Caenorhabditis elegans ), [53] растений, [54] мышей, [55] [56] обезьян [57] и человеческих эмбрионов. [58]

CRISPR был модифицирован для создания программируемых факторов транскрипции, которые позволяют ученым нацеливать и активировать или заглушать определенные гены. [59]

Система CRISPR-Cas9 показала свою эффективность в редактировании генов в трехъядерных зиготах человека, впервые описанных в статье 2015 года китайскими учеными П. Ляном и Ю. Сюй. Система успешно расщепила мутантный бета-гемоглобин (HBB) у 28 из 54 эмбрионов. 4 из 28 эмбрионов были успешно рекомбинированы с использованием донорского шаблона, предоставленного учеными. Ученые показали, что во время рекомбинации ДНК расщепленной цепи гомологичная эндогенная последовательность HBD конкурирует с экзогенной донорной матрицей. Восстановление ДНК в человеческих эмбрионах намного сложнее и специфичнее, чем в производных стволовых клетках. [60]

Cas12a (ранее Cpf1) [ править ]

В 2015 г. нуклеаза Cas12a (ранее известная как Cpf1 [61] ) была охарактеризована в системе CRISPR / Cpf1 бактерии Francisella novicida . [62] [63] Его первоначальное название, взятое из определения семейства белков TIGRFAMs, созданного в 2012 году, отражает преобладание его подтипа CRISPR-Cas в линиях Prevotella и Francisella . Cas12a показал несколько ключевых отличий от Cas9, в том числе: вызывая «шахматный» разрез в двухцепочечной ДНК, в отличие от «тупого» разреза, производимого Cas9, с использованием T-богатого PAM.(обеспечивая альтернативные сайты нацеливания для Cas9) и требуя 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, малые crRNA Cas12a идеальны для мультиплексного редактирования генома, поскольку в одном векторе может быть упаковано больше из них, чем sgRNA Cas9. Кроме того, липкие 5'-выступы, оставленные Cas12a, могут быть использованы для сборки ДНК, которая гораздо более специфична для мишени, чем традиционное клонирование рестрикционных ферментов. [64] Наконец, Cas12a расщепляет ДНК на 18–23 пары оснований ниже сайта PAM. Это означает, что после репарации последовательность распознавания не нарушается, и поэтому Cas12a делает возможным несколько раундов расщепления ДНК. Напротив, поскольку Cas9 разрезает только 3 пары оснований перед сайтом PAM, путь NHEJ приводит к инделениюмутации, которые разрушают последовательность распознавания, тем самым предотвращая дальнейшие раунды разрезания. Теоретически повторные раунды расщепления ДНК должны увеличивать возможность желаемого редактирования генома. [65] Отличительной особенностью Cas12a, по сравнению с Cas9, является то, что после разрезания своей мишени Cas12a остается связанным с мишенью, а затем недискриминационно расщепляет другие молекулы оцДНК. [66] Это свойство называется активностью «коллатерального расщепления» или «транс-расщепления», и оно использовалось для разработки различных диагностических технологий. [67] [68]

Cas13 (ранее C2c2) [ править ]

В 2016 году была охарактеризована нуклеаза Cas13a (ранее известная как C2c2) из ​​бактерии Leptotrichia shahii . Cas13 представляет собой РНК-управляемую эндонуклеазу РНК, что означает, что она не расщепляет ДНК, а расщепляет только одноцепочечную РНК. Cas13 направляется своей крРНК к оцРНК-мишени, связывает и расщепляет мишень. Подобно Cas12a, Cas13 остается связанным с мишенью и затем недискриминационным образом расщепляет другие молекулы ssRNA. [69] Это свойство побочного расщепления было использовано для разработки различных диагностических технологий. [70] [71] [72]

Структура локуса [ править ]

Повторы и разделители [ править ]

Массив CRISPR состоит из лидерной последовательности, богатой AT, за которой следуют короткие повторы, разделенные уникальными спейсерами. [73] Повторы CRISPR обычно имеют размер от 28 до 37 пар оснований ( п.о. ), хотя их может быть от 23 до 55 п.н. [74] Некоторые демонстрируют диадную симметрию , подразумевая образование вторичной структуры, такой как петля-стебель («шпилька») в РНК, в то время как другие разработаны как неструктурированные. Размер спейсеров в различных массивах CRISPR обычно составляет от 32 до 38 пар оснований (от 21 до 72 пар оснований). [74] Новые спейсеры могут быстро появиться как часть иммунного ответа на фаговую инфекцию. [75]Обычно в массиве CRISPR содержится менее 50 единиц последовательности «повтор-спейсер». [74]

Структуры CRISPR РНК [ править ]

  • CRISPR-DR2
    Вторичная структура взята из базы данных Rfam . Семья RF01315 .
  • CRISPR-DR5
    Вторичная структура взята из базы данных Rfam . Семья RF011318 .
  • CRISPR-DR6
    Вторичная структура взята из базы данных Rfam . Семья RF01319 .
  • CRISPR-DR8
    Вторичная структура взята из базы данных Rfam . Семья RF01321 .
  • CRISPR-DR9
    Вторичная структура взята из базы данных Rfam . Семья RF01322 .
  • CRISPR-DR19
    Вторичная структура взята из базы данных Rfam . Семья RF01332 .
  • CRISPR-DR41
    Вторичная структура взята из базы данных Rfam . Семья RF01350 .
  • CRISPR-DR52
    Вторичная структура взята из базы данных Rfam . Семья RF01365 .
  • CRISPR-DR57
    Вторичная структура взята из базы данных Rfam . Семья RF01370 .
  • CRISPR-DR65
    Вторичная структура взята из базы данных Rfam . Семья RF01378 .

Гены Cas и подтипы CRISPR [ править ]

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 с Cas1 по Cas9. Полный локус CRISPR-Cas имеет по крайней мере один ген, принадлежащий ядру cas . [76]

Системы CRISPR-Cas делятся на два класса. Системы класса 1 используют комплекс нескольких белков Cas для разложения чужеродных нуклеиновых кислот. В системах класса 2 для той же цели используется один большой белок Cas. Класс 1 делится на типы I, III и IV; класс 2 делится на типы II, V и VI. [77] 6 типов систем разделены на 19 подтипов. [78] Каждый тип и большинство подтипов характеризуются «сигнатурным геном», который встречается почти исключительно в категории. Классификация также основана на наборе присутствующих генов cas . Большинство систем CRISPR-Cas содержат белок Cas1. Филогения из CAS1 белков , как правило согласуется с системой классификации. [76]Многие организмы содержат несколько систем CRISPR-Cas, что позволяет предположить, что они совместимы и могут иметь общие компоненты. [79] [80] Спорадическое распространение подтипов CRISPR / Cas предполагает, что система CRISPR / Cas подвержена горизонтальному переносу генов во время микробной эволюции .

Механизм [ править ]

Этапы 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, соседним с лидерной последовательностью, и (3) однонитевое удлинение восстанавливает CRISPR и дублирует прямой повтор. Этапы обработки crRNA и интерференции происходят по-разному в каждой из трех основных систем CRISPR. (4) Первичный транскрипт CRISPR расщепляется генами cas с образованием crRNA. (5) В системах типа I Cas6e / Cas6f расщепляются на стыке оцРНК и дцРНК, образованной петлями шпильки в прямом повторе. Системы типа II используют трансактивирующую (tracr) РНК для образования дцРНК, которая расщепляется Cas9.и РНКаза III. В системах типа III используется гомолог Cas6, которому не требуются шпильки 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 крРНК связываются с белками Cas с образованием интерференционных комплексов. (8) В системах типа I и типа II взаимодействия между белком и последовательностью PAM необходимы для деградации вторгающейся ДНК. Системы типа III не требуют PAM для успешной деградации, а в системах типа III-A спаривание оснований происходит между крРНК и мРНК, а не с ДНК, на которую нацелены системы типа III-B.
Генетический локус CRISPR обеспечивает бактерии защитным механизмом для защиты от повторяющихся фаговых инфекций.
Транскрипты генетического локуса CRISPR и созревание пре-crРНК
Трехмерная структура интерференционного комплекса CRISPR-Cas9
CRISPR-Cas9 как молекулярный инструмент вводит целевые двухцепочечные разрывы ДНК.
Двухцепочечные разрывы ДНК, вызванные CRISPR-Cas9, позволяют проводить дальнейшие генетические манипуляции с использованием эндогенных механизмов восстановления ДНК.

Иммунитет CRISPR-Cas - это естественный процесс бактерий и архей. [95] CRISPR-Cas предотвращает инфицирование бактериофагом, конъюгацию и естественную трансформацию путем разложения чужеродных нуклеиновых кислот, попадающих в клетку. [33]

Приобретение проставки [ править ]

Когда в микроб вторгается бактериофаг , первой стадией иммунного ответа является захват ДНК фага и вставка ее в локус CRISPR в виде спейсера. Cas1 и Cas2 обнаруживаются в обоих типах иммунных систем CRISPR-Cas, что указывает на их участие в приобретении спейсера. Исследования мутаций подтвердили эту гипотезу, показав, что удаление cas1 или cas2 останавливает приобретение спейсера, не влияя на иммунный ответ CRISPR. [96] [97] [98] [99] [100]

Множественные белки Cas1 были охарактеризованы и их структуры разрешены. [101] [102] [103] Белки Cas1 имеют различные аминокислотные последовательности. Однако их кристаллические структуры схожи, и все очищенные белки Cas1 представляют собой металл-зависимые нуклеазы / интегразы, которые связываются с ДНК независимым от последовательности образом. [79] Репрезентативные белки Cas2 были охарактеризованы и обладают либо (одноцепочечной) ssRNA- [104], либо (двухцепочечной) dsDNA- [105] [106] специфической эндорибонуклеазной активностью.

В системе IE E. coli Cas1 и Cas2 образуют комплекс, в котором димер Cas2 связывает два димера Cas1. [107] В этом комплексе Cas2 выполняет неферментативную роль скаффолдинга, [107] связывая двухцепочечные фрагменты вторгающейся ДНК, в то время как Cas1 связывает одноцепочечные фланги ДНК и катализирует их интеграцию в массивы CRISPR. [108] [109] [110] Новые спейсеры обычно добавляются в начале CRISPR рядом с лидерной последовательностью, создавая хронологическую запись вирусных инфекций. [111] В E.coli , в гистоне как белок фактор называется интегрирование хозяина ( МХФ), который связывается с лидерной последовательностью, отвечает за точность этой интеграции. [112] IHF также увеличивает эффективность интеграции в системе IF типа Pectobacterium atrosepticum . [113], но в других системах могут потребоваться другие факторы хоста [114]

Смежные мотивы Protospacer [ править ]

Биоинформатический анализ участков фаговых геномов, которые были вырезаны в виде спейсеров (названных протоспейсерами), показал, что они не были выбраны случайным образом, а вместо этого были обнаружены рядом с короткими (3-5 п.н.) последовательностями ДНК, названными мотивами, прилегающими к протоспейсерам (PAM). Анализ систем CRISPR-Cas показал, что PAM важны для систем типа I и типа II, но не для систем типа III во время сбора данных. [29] [115] [116] [117] [118] [119] В системах типа I и типа II протоспейсеры иссекаются в положениях, смежных с последовательностью PAM, а другой конец спейсера вырезается с помощью линейки, таким образом поддерживая регулярность размера спейсера в массиве CRISPR. [120] [121]Консервация последовательности PAM различается между системами CRISPR-Cas и, по-видимому, эволюционно связана с Cas1 и лидерной последовательностью . [119] [122]

Новые спейсеры добавляются к массиву CRISPR направленным образом [27] , предпочтительно, [75] [115] [116] [123] [124], но не исключительно, рядом [118] [121] с лидерной последовательностью. Анализ системы типа IE из E. coli показал, что первый прямой повтор, соседний с лидерной последовательностью, копируется, а вновь приобретенный спейсер вставлен между первым и вторым прямыми повторами. [99] [120]

Последовательность PAM, по-видимому, важна во время вставки спейсера в системы типа IE. Эта последовательность содержит сильно консервативный конечный нуклеотид (нуклеотид), соседний с первым нуклеотидом протоспейсера. Это nt становится последней базой в первом прямом повторе. [100] [125] [126] Это говорит о том, что механизм получения спейсера генерирует одноцепочечные выступы 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 такой же уровень консервативности в конечном положении. [122] Вероятно, что в этих системах тупой конец образуется в самом конце прямого повтора и протоспейсера во время сбора данных.

Варианты вставки [ править ]

Анализ CRISPRs Sulfolobus solfataricus выявил дополнительные сложности канонической модели вставки спейсера, поскольку один из его шести локусов CRISPR произвольно вставлял новые спейсеры по всему массиву CRISPR, в отличие от вставки, ближайшей к лидерной последовательности. [121]

Несколько CRISPR содержат много спейсеров к одному и тому же фагу. Механизм, вызывающий это явление, был обнаружен в системе типа IE E. coli . Было обнаружено значительное улучшение в получении спейсеров, когда спейсеры уже нацелены на фаг, даже не совпадающие с протоспейсером. Это «праймирование» требует, чтобы белки Cas, участвующие как в приобретении, так и во взаимодействии, взаимодействовали друг с другом. Вновь приобретенные спейсеры, являющиеся результатом механизма прайминга, всегда находятся на той же нити, что и праймер. [100] [125] [126] Это наблюдение привело к гипотезе, что механизм получения скользит по чужеродной ДНК после прайминга, чтобы найти новый протоспейсер. [126]

Биогенез [ править ]

CRISPR-РНК (crRNA), которая позже направляет нуклеазу Cas к цели на этапе интерференции, должна быть сгенерирована из последовательности CRISPR. CrRNA первоначально транскрибируется как часть одного длинного транскрипта, охватывающего большую часть массива CRISPR. [25] Затем этот транскрипт расщепляется белками Cas с образованием crRNA. Механизм производства crRNA различается в разных системах CRISPR / Cas. В системах типа IE и типа IF белки Cas6e и Cas6f соответственно распознают стержневые петли [127] [128] [129], созданные спариванием идентичных повторов, фланкирующих crРНК. [130] Эти белки Cas расщепляют более длинный транскрипт на краю парной области, оставляя единственную crРНК вместе с небольшим остатком парной повторяющейся области.

Системы типа III также используют Cas6, однако их повторы не образуют петель на основе стержня. Вместо этого расщепление происходит за счет более длинного обертывания транскрипта вокруг Cas6, чтобы позволить расщепление непосредственно перед повторяющейся последовательностью. [131] [132] [133]

В системах типа II отсутствует ген Cas6, и вместо этого для расщепления используется РНКаза III. Функциональные системы типа II кодируют сверхмалую РНК, которая комплементарна повторяющейся последовательности, известную как транс-активирующая крРНК (tracrRNA). [37] Транскрипция tracrRNA и первичного транскрипта CRISPR приводит к спариванию оснований и образованию dsRNA в повторяющейся последовательности, на которую впоследствии нацеливается РНКаза III с образованием crRNA. В отличие от двух других систем crRNA не содержит полного спейсера, который вместо этого усечен с одного конца. [88]

CrRNA связываются с белками Cas с образованием рибонуклеотидных комплексов, распознающих чужеродные нуклеиновые кислоты. CrRNA не показывают предпочтения между кодирующими и некодирующими цепями, что указывает на систему нацеливания на ДНК, управляемую РНК. [6] [36] [96] [100] [134] [135] [136] Комплекс типа IE (обычно называемый Cascade) требует пяти белков Cas, связанных с одной crRNA. [137] [138]

Вмешательство [ править ]

Во время стадии 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 о конформационных изменениях в Cascade, которые привлекают Cas3 для деградации ДНК.

Системы типа II полагаются на единственный многофункциональный белок Cas9 на стадии интерференции. [88] Cas9 требует для функционирования как crRNA, так и tracrRNA, и расщепляет ДНК, используя свои двойные HNH и RuvC / RNaseH-подобные эндонуклеазные домены. Спаривание оснований между PAM и фаговым геномом необходимо в системах типа II. Однако PAM распознается на той же цепи, что и crRNA (цепь, противоположная системам типа I).

Системы типа III, как и тип I, требуют связывания шести или семи белков Cas с crRNA. [139] [140] Системы типа III, проанализированные из S. solfataricus и P. furiosus, нацелены на мРНК фагов, а не на геном фаговой ДНК, [80] [140], что может сделать эти системы уникальными способными нацеливаться на фаг на основе РНК. геномы. [79] Также было обнаружено, что системы типа III нацелены на ДНК в дополнение к РНК, используя другой белок Cas в комплексе, Cas10. [141] Было показано, что расщепление ДНК зависит от транскрипции. [142]

Механизм отличия себя от чужеродной ДНК во время интерференции встроен в crRNA и поэтому, вероятно, является общим для всех трех систем. На протяжении отличительного процесса созревания каждого основного типа все crРНК содержат спейсерную последовательность и некоторую часть повтора на одном или обоих концах. Именно последовательность частичного повтора предотвращает нацеливание системы CRISPR-Cas на хромосому, поскольку пары оснований за пределами спейсерной последовательности сигнализируют о себе и предотвращают расщепление ДНК. [143] РНК-управляемые ферменты CRISPR классифицируются как рестрикционные ферменты V типа .

Эволюция [ править ]

Считается, что гены cas в адапторных и эффекторных модулях системы CRISPR-Cas произошли от двух разных предковых модулей. Подобный транспозону элемент, называемый каспозоном, кодирующий Cas1-подобную интегразу и потенциально другие компоненты адаптационного модуля, был вставлен рядом с предковым эффекторным модулем, который, вероятно, функционировал как независимая врожденная иммунная система. [144] Высококонсервативные гены cas1 и cas2 адапторного модуля произошли от предкового модуля, в то время как различные эффекторные гены cas класса 1 произошли от предкового эффекторного модуля. [145] Эволюция этих различных генов cas-эффекторных модулей класса 1 управлялась различными механизмами, такими как события дупликации. [146]С другой стороны, каждый тип эффекторного модуля класса 2 возник в результате последующих независимых вставок мобильных генетических элементов. [147] Эти мобильные генетические элементы заняли место нескольких эффекторных модулей генов для создания единичных эффекторных модулей генов, которые производят большие белки, которые выполняют все необходимые задачи эффекторного модуля. [147] Спейсерные области систем CRISPR-Cas взяты непосредственно из чужеродных мобильных генетических элементов, и поэтому их долгосрочную эволюцию трудно проследить. [148] Было обнаружено, что неслучайная эволюция этих спейсерных областей сильно зависит от окружающей среды и конкретных чужеродных мобильных генетических элементов, которые она содержит. [149]

CRISPR / Cas может иммунизировать бактерии против определенных фагов и, таким образом, останавливать передачу. По этой причине, Кунин описано CRISPR / Cas как ламаркистский механизм наследования. [150] Однако это оспаривалось критиком, который заметил: «Мы должны помнить [Ламарка] за то благо, которое он внес в науку, а не за то, что только внешне напоминает его теорию. Действительно, думать о CRISPR и других явлениях только как о ламаркистских. затемняет простой и элегантный способ, которым на самом деле работает эволюция ». [151] Но по мере того, как были проведены более поздние исследования, стало очевидно, что приобретенные спейсерные области систем CRISPR-Cas действительно являются формой ламарковской эволюции, потому что они являются генетическими мутациями, которые приобретаются и затем передаются. [152]С другой стороны, эволюция генного механизма Cas, который способствует развитию системы, происходит в рамках классической дарвиновской эволюции. [152]

Коэволюция [ править ]

Анализ последовательностей CRISPR выявил коэволюцию геномов хозяина и вируса. [153] Белки Cas9 очень богаты патогенными и комменсальными бактериями. CRISPR / Cas-опосредованная регуляция генов может способствовать регуляции эндогенных бактериальных генов, особенно во время взаимодействия с эукариотическими хозяевами. Например, Francisella novicida использует уникальную небольшую CRISPR / Cas-связанную РНК (scaRNA) для репрессии эндогенного транскрипта, кодирующего бактериальный липопротеин, который имеет решающее значение для F. novicida для ослабления реакции хозяина и повышения вирулентности. [154]

Основная модель эволюции CRISPR - это недавно 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 полностью соответствовать последовательности целевого гена фага. При точечных мутациях в спейсере фаги могут продолжать инфицировать своих хозяев. [143] Подобная строгость требуется для PAM, иначе бактериальный штамм останется чувствительным к фагам. [116] [143]

Ставки [ править ]

Исследование 124 штаммов S. thermophilus показало, что 26% всех спейсеров были уникальными и что разные локусы CRISPR демонстрировали разную скорость накопления спейсеров. [115] Некоторые локусы CRISPR развиваются быстрее, чем другие, что позволило определить филогенетические отношения штаммов. Сравнительный геномный анализ показал , что кишечная палочка и С. enterica развиваются гораздо медленнее , чем S. thermophilus . Штаммы последних, разошедшиеся 250 тыс. Лет назад, все еще содержали тот же спейсерный набор. [155]

Метагеномный анализ двух биопленок кислотного дренажа показал, что один из проанализированных CRISPR содержал обширные делеции и добавления спейсеров по сравнению с другой биопленкой, что свидетельствует о более высокой активности / распространенности фагов в одном сообществе, чем в другом. [75] В ротовой полости временное исследование показало, что 7–22% спейсеров использовались одним человеком в течение 17 месяцев, в то время как менее 2% спейсеров использовались разными людьми. [124]

В той же среде один штамм отслеживали с помощью праймеров ПЦР, специфичных для его системы CRISPR. Общие результаты присутствия / отсутствия спейсера показали значительное разнообразие. Однако этот CRISPR добавил 3 спейсера в течение 17 месяцев [124], предполагая, что даже в среде со значительным разнообразием CRISPR некоторые локусы эволюционируют медленно.

CRISPR были проанализированы из метагеномов, созданных для проекта микробиома человека . [156] Хотя большинство из них были специфичны для участка тела, некоторые участки 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 со временем не претерпели изменений. [156]

Эволюция CRISPR изучалась в хемостатах с использованием S. thermophilus для непосредственного изучения скорости накопления спейсера. За одну неделю штаммы S. thermophilus приобрели до трех спейсеров при заражении одним фагом. [157] В течение того же периода у фага развились однонуклеотидные полиморфизмы, которые закрепились в популяции, предполагая, что нацеливание предотвратило репликацию фага при отсутствии этих мутаций. [157]

Другой эксперимент с S. thermophilus показал, что фаги могут инфицировать и размножаться в хозяевах, у которых есть только один нацеливающий спейсер. Еще один показал, что чувствительные хозяева могут существовать в средах с высокими титрами фагов. [158] Исследования хемостата и наблюдений предполагают множество нюансов CRISPR и (ко) эволюции фагов.

Идентификация [ править ]

CRISPR широко распространены среди бактерий и архей [84] и обнаруживают некоторое сходство последовательностей. [130] Их наиболее примечательной особенностью являются повторяющиеся спейсеры и прямые повторы. Эта характеристика позволяет легко идентифицировать CRISPR в длинных последовательностях ДНК, поскольку количество повторов снижает вероятность ложноположительного совпадения. [159]

Анализ CRISPR в метагеномных данных является более сложной задачей, поскольку локусы CRISPR обычно не собираются из-за их повторяющейся природы или из-за вариации деформации, что сбивает алгоритмы сборки. Там, где доступно множество эталонных геномов, можно использовать полимеразную цепную реакцию (ПЦР) для амплификации массивов CRISPR и анализа содержания спейсеров. [115] [124] [160] [161] [162] [163] Однако этот подход дает информацию только для специфически нацеленных CRISPR и для организмов с достаточной представленностью в общедоступных базах данных для разработки надежной полимеразной цепной реакции.(ПЦР) праймеры. Вырожденные праймеры, специфичные для повторов, можно использовать для амплификации спейсеров CRISPR непосредственно из образцов окружающей среды; Затем ампликоны, содержащие два или три спейсера, могут быть собраны с помощью вычислений для восстановления длинных массивов CRISPR. [163]

Альтернативой является извлечение и реконструкция массивов CRISPR из метагеномных данных дробовика. Это более сложно в вычислительном отношении, особенно с технологиями секвенирования второго поколения (например, 454, Illumina), поскольку короткие длины чтения предотвращают появление более двух или трех повторяющихся единиц при одном чтении. Идентификация CRISPR в необработанных считываниях была достигнута с использованием чистой идентификации de novo [164] или с использованием последовательностей прямых повторов в частично собранных массивах CRISPR из контигов (перекрывающиеся сегменты ДНК, которые вместе представляют консенсусную область ДНК) [156] и прямые повторяющиеся последовательности из опубликованные геномы [165] в качестве ловушки для выявления прямых повторов в индивидуальных чтениях.

Использование фагами [ править ]

Еще один способ защиты бактерий от фаговой инфекции - наличие хромосомных островов . Подтип хромосомных островов, называемый фаг-индуцируемым хромосомным островом (PICI), вырезается из бактериальной хромосомы при инфицировании фагом и может подавлять репликацию фага. [166]PICI индуцируются, вырезаются, реплицируются и, наконец, упаковываются в маленькие капсиды некоторыми стафилококковыми фагами умеренного климата. PICI используют несколько механизмов для блокирования репродукции фага. В первом механизме PICI-кодируемый Ppi дифференциально блокирует созревание фага за счет связывания или специфического взаимодействия с фагом TerS, следовательно, блокирует образование комплекса фага TerS / TerL, ответственного за упаковку фаговой ДНК. 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 этот маленький капсид и, следовательно, стать нежизнеспособным фагом. [167]Третий механизм включает два белка, PtiA и PtiB, которые нацелены на LtrC, который отвечает за производство вирионов и белков лизиса. Этот механизм интерференции модулируется модулирующим белком PtiM, который связывается с одним из белков, обеспечивающих интерференцию, PtiA, и, следовательно, достигает необходимого уровня интерференции. [168]

Одно исследование показало, что литический фаг ICP1, который специфически нацелен на Vibrio cholerae серогруппы O1, приобрел систему CRISPR / Cas, нацеленную на PICI-подобный элемент V. cholera . В системе 2 локуса CRISPR и 9 генов Cas. По-видимому, он гомологичен системе IF, обнаруженной у Yersinia pestis . Более того, как и бактериальная система CRISPR / Cas, ICP1 CRISPR / Cas может приобретать новые последовательности, что позволяет фагу и хозяину совместно эволюционировать. [169]

Было показано, что некоторые вирусы архей несут массивы mini-CRISPR, содержащие один или два спейсера. Было показано, что спейсеры в вирусных массивах CRISPR нацелены на другие вирусы и плазмиды, предполагая, что мини-CRISPR-массивы представляют собой механизм исключения гетеротипической суперинфекции и участвуют в межвирусных конфликтах. [163]

Приложения [ править ]

Редактирование генов CRISPR [ править ]

Технология CRISPR применяется в пищевой и сельскохозяйственной промышленности для создания пробиотических культур и иммунизации промышленных культур (например, йогурта) от инфекций. Он также используется в сельскохозяйственных культурах для повышения урожайности, устойчивости к засухе и повышения питательной ценности. [170]

К концу 2014 года было опубликовано около 1000 научных работ, в которых упоминался CRISPR. [171] [172] Технология использовалась для функциональной инактивации генов в клеточных линиях и клетках человека, для изучения Candida albicans , для модификации дрожжей, используемых для производства биотоплива, и для генетической модификации штаммов сельскохозяйственных культур . [172] CRISPR также можно использовать для борьбы с комарами, чтобы они не передавали такие болезни, как малярия. [173] Подходы на основе CRISPR, использующие Cas12a, недавно были использованы для успешной модификации большого числа видов растений. [174]

В июле 2019 года CRISPR использовался для экспериментального лечения пациента с генетическим заболеванием. Пациентка была 34-летней женщиной с серповидно-клеточной анемией . [175]

В феврале 2020 года был достигнут прогресс в лечении ВИЧ: у мышей было удалено 60-80% ДНК, а некоторые из них полностью избавились от вируса после редактирования с использованием как CRISPR, так и LASER ART . [176]

В марте 2020 года вирус, модифицированный CRISPR, был введен в глаз пациента в попытке вылечить врожденный амавроз Лебера . [177]

В будущем редактирование генов CRISPR потенциально может быть использовано для создания новых видов или возрождения вымерших видов из близкородственных. [178]

Переоценка заявлений о взаимосвязи между генами и болезнями на основе CRISPR привела к обнаружению потенциально важных аномалий. [179]

CRISPR как инструмент диагностики [ править ]

Связанные с CRISPR нуклеазы показали свою полезность в качестве инструмента для молекулярного тестирования благодаря их способности специфически воздействовать на последовательности нуклеиновых кислот на высоком фоне последовательностей, не являющихся мишенями. В 2016 году нуклеаза Cas9 использовалась для истощения нежелательных нуклеотидных последовательностей в библиотеках секвенирования следующего поколения, при этом потребовалось всего 250 пикограмм исходной РНК. [180] Начиная с 2017 года, нуклеазы, ассоциированные с CRISPR, также использовались для прямого диагностического тестирования нуклеиновых кислот, вплоть до чувствительности отдельных молекул. [181] [182]

Связав диагностику на основе CRISPR с дополнительными ферментативными процессами, возможно обнаружение молекул помимо нуклеиновых кислот. Одним из примеров связанной технологии является профилирование транскрипции in vitro на основе SHERLOCK (SPRINT). SPRINT можно использовать для обнаружения различных веществ, таких как метаболиты в образцах пациентов или загрязняющих веществ в образцах окружающей среды, с высокой производительностью или с помощью портативных устройств для оказания медицинской помощи. [183] Платформы CRISPR / Cas также изучаются для обнаружения [184] [185] [186] [187] [188] и инактивации нового коронавируса SARS-CoV-2. [189]

Принципиальная схема молекулярных методов обнаружения вируса COVID-19; doi.org/10.7717/peerj.10180

См. Также [ править ]

  • Анти-CRISPR
  • CRISPR / Cas Инструменты
  • Редактирование генов CRISPR
  • Журнал CRISPR
  • ДРАКО
  • Джин нокаут
  • Генетика
  • Нокаут-экраны CRISPR-Cas9 по всему геному
  • Глоссарий генетики
  • Природа человека (документальный фильм, 2019)
  • Основное редактирование
  • РНКи
  • SiRNA
  • Сюрвейерский анализ нуклеазы
  • Синтетическая биология
  • Цинковый палец

Примечания [ править ]

  1. ^ Подтип IG ранее был известен как подтип IU . [76]
  2. ^ Подтип VK ранее был известен как подтип VU 5. [86]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Mulepati S, Héroux А, Бейли S (2014). «Кристаллическая структура комплекса наблюдения под управлением CRISPR РНК, связанного с оцДНК-мишенью» . Наука . 345 (6203): 1479–1484. Bibcode : 2014Sci ... 345.1479M . DOI : 10.1126 / science.1256996 . PMC  4427192 . PMID  25123481 .
  2. ^ а б Баррангу R (2015). «Роли систем CRISPR-Cas в адаптивном иммунитете и за его пределами». Текущее мнение в иммунологии . 32 : 36–41. DOI : 10.1016 / j.coi.2014.12.008 . PMID 25574773 . 
  3. ^ Хорват P, Barrangou R (январь 2010). «CRISPR / Cas, иммунная система бактерий и архей». Наука . 327 (5962): 167–170. Bibcode : 2010Sci ... 327..167H . DOI : 10.1126 / science.1179555 . PMID 20056882 . S2CID 17960960 .  
  4. Redman M, King A, Watson C, King D (август 2016 г.). "Что такое CRISPR / Cas9?" . Архив болезней детства. Выпуск "Образование и практика" . 101 (4): 213–215. DOI : 10.1136 / archdischild-2016-310459 . PMC 4975809 . PMID 27059283 .  
  5. ^ a b Баррангу Р. , Фремо С., Дево Х., Ричардс М., Боявал П., Муано С. и др. (Март 2007 г.). «CRISPR обеспечивает приобретенную устойчивость к вирусам у прокариот». Наука . 315 (5819): 1709–1712. Bibcode : 2007Sci ... 315.1709B . DOI : 10.1126 / science.1138140 . ЛВП : 20.500.11794 / 38902 . PMID 17379808 . S2CID 3888761 .   ( требуется регистрация )
  6. ^ a b Marraffini LA, Sontheimer EJ (декабрь 2008 г.). «Интерференция CRISPR ограничивает горизонтальный перенос генов в стафилококках, воздействуя на ДНК» . Наука . 322 (5909): 1843–1845. Bibcode : 2008Sci ... 322.1843M . DOI : 10.1126 / science.1165771 . PMC 2695655 . PMID 19095942 .  
  7. ^ Mohanraju Р, Макарова К. С., Цетше В, Чжан Р , Кунин Е.В. , ван - дер - Оост J (2016). «Разнообразные эволюционные корни и механистические вариации систем CRISPR-Cas» (PDF) . Наука . 353 (6299): aad5147. DOI : 10.1126 / science.aad5147 . hdl : 1721,1 / 113195 . PMID 27493190 . S2CID 11086282 .   
  8. ^ Хилле F, H Рихтер, Wong SP, Bratovič M, Рессель S, Шарпантье E (март 2018). «Биология CRISPR-Cas: назад и вперед». Cell . 172 (6): 1239–1259. DOI : 10.1016 / j.cell.2017.11.032 . hdl : 21.11116 / 0000-0003-FC0D-4 . PMID 29522745 . S2CID 3777503 .  
  9. Перейти ↑ Zhang F, Wen Y, Guo X (2014). «CRISPR / Cas9 для редактирования генома: прогресс, последствия и проблемы» . Молекулярная генетика человека . 23 (R1): R40–6. DOI : 10,1093 / HMG / ddu125 . PMID 24651067 . 
  10. ^ 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/
  11. ^ a b c d e Hsu PD, Lander ES, Zhang F (июнь 2014 г.). «Разработка и применение CRISPR-Cas9 для геномной инженерии» . Cell . 157 (6): 1262–1278. DOI : 10.1016 / j.cell.2014.05.010 . PMC 4343198 . PMID 24906146 .  
  12. ^ "Пресс-релиз: Нобелевская премия по химии 2020" . Нобелевский фонд . Дата обращения 7 октября 2020 .
  13. Wu KJ, Peltier E (7 октября 2020 г.). «Нобелевская премия по химии присуждена двум ученым за работу над редактированием генома - Эммануэль Шарпантье и Дженнифер А. Дудна разработали инструмент Crispr, который может изменять ДНК животных, растений и микроорганизмов с высокой точностью» . Нью-Йорк Таймс . Дата обращения 7 октября 2020 .
  14. ^ a b Ишино Y, Синагава Х, Макино К., Амемура М, Наката А (декабрь 1987 г.). «Нуклеотидная последовательность гена iap, ответственного за превращение изофермента щелочной фосфатазы в Escherichia coli, и идентификация продукта гена» . Журнал бактериологии . 169 (12): 5429–5433. DOI : 10.1128 / jb.169.12.5429-5433.1987 . PMC 213968 . PMID 3316184 .  
  15. ^ Ван Soolingen D, де Хаас PE, Hermans PW, Groenen PM, ван Embden JD (августа 1993 года). «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 .  
  16. ^ Groenen PM, Bunschoten А.Е., ван Soolingen D, ван Эмбден JD (декабрь 1993). «Природа полиморфизма ДНК в кластере прямых повторов Mycobacterium tuberculosis; применение для дифференциации штаммов с помощью нового метода типирования». Молекулярная микробиология . 10 (5): 1057–1065. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.1993.tb00976.x . PMID 7934856 . S2CID 25304723 .  
  17. ^ a b c Mojica FJ, Montoliu L (2016). «О происхождении технологии CRISPR-Cas: от прокариот до млекопитающих». Тенденции в микробиологии . 24 (10): 811–820. DOI : 10.1016 / j.tim.2016.06.005 . PMID 27401123 . 
  18. ^ a b Mojica FJ, Родригес-Валера F (2016). «Открытие CRISPR у архей и бактерий» (PDF) . Журнал FEBS . 283 (17): 3162–3169. DOI : 10.1111 / febs.13766 . ЛВП : 10045/57676 . PMID 27234458 . S2CID 42827598 .   
  19. ^ Mojica FJ, Díez-Villaseñor C, E Сория, Juez G (апрель 2000). «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 . 
  20. ^ Barrangou R , ван - дер - Оост J (2013). Системы CRISPR-Cas: РНК-опосредованный адаптивный иммунитет у бактерий и архей . Гейдельберг: Springer. п. 6. ISBN 978-3-642-34656-9.
  21. ^ Тан TH, Bachellerie JP, Рождественский Т, Бортолин М.Л., Хубер Х, Друнговски М; и другие. (2002). «Идентификация 86 кандидатов для малых не-мессенджеров РНК из архея Archaeoglobus fulgidus» . Proc Natl Acad Sci USA . 99 (11): 7536–41. Bibcode : 2002PNAS ... 99.7536T . DOI : 10.1073 / pnas.112047299 . PMC 124276 . PMID 12032318 .  CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  22. Charpentier E, Richter H, van der Oost J, White MF (май 2015 г.). «Пути биогенеза РНК-проводников в адаптивном иммунитете CRISPR-Cas архей и бактерий» . Обзоры микробиологии FEMS . 39 (3): 428–441. DOI : 10.1093 / femsre / fuv023 . PMC 5965381 . PMID 25994611 .  
  23. ^ Jansen R, Эмбден JD, Gaastra W, Schouls LM (март 2002). «Идентификация генов, которые связаны с повторами ДНК у прокариот». Молекулярная микробиология . 43 (6): 1565–1575. DOI : 10.1046 / j.1365-2958.2002.02839.x . PMID 11952905 . S2CID 23196085 .  
  24. ^ a b Хорват П., Баррангу Р. (январь 2010 г.). «CRISPR / Cas, иммунная система бактерий и архей». Наука . 327 (5962): 167–170. Bibcode : 2010Sci ... 327..167H . DOI : 10.1126 / Science.1179555 . PMID 20056882 . S2CID 17960960 .  
  25. ^ a b Marraffini LA, Sontheimer EJ (март 2010 г.). «Интерференция CRISPR: РНК-направленный адаптивный иммунитет у бактерий и архей» . Природа Обзоры Генетики . 11 (3): 181–190. DOI : 10.1038 / nrg2749 . PMC 2928866 . PMID 20125085 .  
  26. ^ Грисса I, Vergnaud G, Pourcel C (май 2007). «База данных CRISPRdb и инструменты для отображения CRISPR и создания словарей разделителей и повторов» . BMC Bioinformatics . 8 : 172. DOI : 10,1186 / 1471-2105-8-172 . PMC 1892036 . PMID 17521438 .  
  27. ^ a b Pourcel C, Salvignol G, Vergnaud G (март 2005 г.). «Элементы CRISPR в Yersinia pestis приобретают новые повторы за счет 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 . 
  28. ↑ a b Mojica FJ, Díez-Villaseñor C, García-Martínez J, Soria E (февраль 2005 г.). «Промежуточные последовательности регулярно расположенных прокариотических повторов происходят из чужеродных генетических элементов». Журнал молекулярной эволюции . 60 (2): 174–182. Bibcode : 2005JMolE..60..174M . DOI : 10.1007 / s00239-004-0046-3 . PMID 15791728 . S2CID 27481111 .  
  29. ^ a b Болотин A, Quinquis B, Сорокин A, Эрлих С.Д. (август 2005 г.). «Сгруппированные в регулярные промежутки короткие повторы палиндрома (CRISPR) имеют спейсеры внехромосомного происхождения» . Микробиология . 151 (Pt 8): 2551–2561. DOI : 10.1099 / mic.0.28048-0 . PMID 16079334 . 
  30. ^ Morange M (июнь 2015). «Что нам рассказывает история XXXVII. CRISPR-Cas: открытие иммунной системы у прокариот» . Журнал биологических наук . 40 (2): 221–223. DOI : 10.1007 / s12038-015-9532-6 . PMID 25963251 . 
  31. ^ Lander ES (январь 2016 г.). «Герои CRISPR» . Cell . 164 (1–2): 18–28. DOI : 10.1016 / j.cell.2015.12.041 . PMID 26771483 . 
  32. ^ Макарова К.С., Гришин Н.В., Шабалина С.А., Вольф Ю.И., Кунин Е.В. (март 2006 г.). «Предполагаемая иммунная система, основанная на РНК-интерференции, у прокариот: компьютерный анализ предсказанного ферментативного механизма, функциональные аналогии с эукариотической РНКи и гипотетические механизмы действия» . Биология Директ . 1 : 7. DOI : 10.1186 / 1745-6150-1-7 . PMC 1462988 . PMID 16545108 .  
  33. ^ a b c Марраффини Л.А. (октябрь 2015 г.). «CRISPR-Cas иммунитет у прокариот». Природа . 526 (7571): 55–61. Bibcode : 2015Natur.526 ... 55M . DOI : 10.1038 / nature15386 . PMID 26432244 . S2CID 3718361 .  
  34. ^ Pennisi E (август 2013). «Увлечение CRISPR». Новости в фокусе. Наука . 341 (6148): 833–836. Bibcode : 2013Sci ... 341..833P . DOI : 10.1126 / science.341.6148.833 . PMID 23970676 . 
  35. ^ Brouns SJ, Jore MM, Лундгрен M, Westra ER, Slijkhuis RJ, Снайдерс AP, Дикман MJ, Макарова К.С., Кунин Е.В. , ван дер Оост J (август 2008). «Малые РНК CRISPR направляют противовирусную защиту прокариот» . Наука . 321 (5891): 960–964. Bibcode : 2008Sci ... 321..960B . DOI : 10.1126 / science.1159689 . PMC 5898235 . PMID 18703739 .  
  36. ^ a b Гарно Дж. Э., Дюпюи М., Виллион М., Ромеро Д. А., Баррангу Р. , Боявал П. и др. (Ноябрь 2010 г.). «Бактериальная иммунная система CRISPR / Cas расщепляет бактериофаговую и плазмидную ДНК». Природа . 468 (7320): 67–71. Bibcode : 2010Natur.468 ... 67G . CiteSeerX 10.1.1.451.9645 . DOI : 10,1038 / природа09523 . PMID 21048762 . S2CID 205222849 .   
  37. ^ a b Дельчева Е., Чилински К., Шарма К.М., Гонсалес К., Чао Ю., Пирзада З.А., Экерт М.Р., Фогель Дж., Шарпантье Е. (март 2011 г.). «Созревание РНК CRISPR с помощью транскодируемой малой РНК и фактора хозяина РНКазы III» . Природа . 471 (7340): 602–607. Bibcode : 2011Natur.471..602D . DOI : 10,1038 / природа09886 . PMC 3070239 . PMID 21455174 .  
  38. ^ Barrangou R (ноябрь 2015). «Разнообразие CRISPR-Cas иммунных систем и молекулярных машин» . Геномная биология . 16 : 247. DOI : 10.1186 / s13059-015-0816-9 . PMC 4638107 . PMID 26549499 .  
  39. ^ Jinek M, Chylinski K, Fonfara I, Hauer M, Doudna JA , Charpentier E (август 2012). «Программируемая двойная РНК-управляемая ДНК-эндонуклеаза в адаптивном бактериальном иммунитете» . Наука . 337 (6096): 816–821. Bibcode : 2012Sci ... 337..816J . DOI : 10.1126 / science.1225829 . PMC 6286148 . PMID 22745249 .  
  40. Cong L, Ran FA, Cox D, Lin S, Barretto R, Habib N, Hsu PD, Wu X, Jiang W, Marraffini LA, Zhang F (февраль 2013 г.). «Мультиплексная геномная инженерия с использованием систем CRISPR / Cas» . Наука . 339 (6121): 819–823. Bibcode : 2013Sci ... 339..819C . DOI : 10.1126 / science.1231143 . PMC 3795411 . PMID 23287718 .  
  41. ^ Mali P, Yang L, Esvelt К.М., Aach J, M Гуэля, ДиКарло JE, Norville JE, церковь GM (февраль 2013 г. ). «РНК-управляемая инженерия генома человека через Cas9» . Наука . 339 (6121): 823–826. Bibcode : 2013Sci ... 339..823M . DOI : 10.1126 / science.1232033 . PMC 3712628 . PMID 23287722 .  
  42. ^ ДиКарло JE, Norville JE, Мали P, Rios X, Aach J, церковь GM (апрель 2013 г. ). "Геномная инженерия Saccharomyces cerevisiae с использованием систем CRISPR-Cas" . Исследования нуклеиновых кислот . 41 (7): 4336–4343. DOI : 10.1093 / NAR / gkt135 . PMC 3627607 . PMID 23460208 .  
  43. Zhang GC, Kong II, Kim H, Liu JJ, Cate JH, Jin YS (декабрь 2014 г.). «Конструирование четырехкратного ауксотрофного мутанта промышленного полиплоидного штамма saccharomyces cerevisiae с использованием РНК-управляемой нуклеазы Cas9» . Прикладная и экологическая микробиология . 80 (24): 7694–7701. DOI : 10,1128 / AEM.02310-14 . PMC 4249234 . PMID 25281382 .  
  44. ^ Лю JJ, Kong II, Zhang GC, Jayakody LN, Kim H, Xia PF, Kwak S, Sung BH, Sohn JH, Walukiewicz HE, Rao CV, Jin YS (апрель 2016 г.). «Метаболическая инженерия пробиотиков Saccharomyces boulardii » . Прикладная и экологическая микробиология . 82 (8): 2280–2287. DOI : 10,1128 / AEM.00057-16 . PMC 4959471 . PMID 26850302 .  
  45. ^ Виас В.К., Barrasa М.И., Финк GR (2015). « Система CRISPR Candida albicans позволяет генную инженерию основных генов и семейств генов» . Успехи науки . 1 (3): e1500248. Bibcode : 2015SciA .... 1E0248V . DOI : 10.1126 / sciadv.1500248 . PMC 4428347 . PMID 25977940 .  
  46. Перейти ↑ Ng H, Dean N (2017). « Candida albicans путем увеличения экспрессии единственной направляющей РНК» . мСфера . 2 (2): e00385–16. DOI : 10,1128 / mSphere.00385-16 . PMC 5397569 . PMID 28435892 .  
  47. ^ Hwang WY, Fu Y, Reyon D, Maeder ML, Tsai SQ, Sander JD, Петерсон RT, Yeh JR, Joung JK (март 2013). «Эффективное редактирование генома у рыбок данио с использованием системы CRISPR-Cas» . Природа Биотехнологии . 31 (3): 227–229. DOI : 10.1038 / nbt.2501 . PMC 3686313 . PMID 23360964 .  
  48. ^ Gratz SJ, Каммингс М., Нгуен JN, Hamm DC, Донохью LK, Харрисон М., Wildonger J, О'Коннор-Giles км (август 2013). «Геномная инженерия дрозофилы с помощью CRISPR-РНК-управляемой нуклеазы Cas9» . Генетика . 194 (4): 1029–1035. DOI : 10.1534 / genetics.113.152710 . PMC 3730909 . PMID 23709638 .  
  49. ^ Бассетт AR, Tibbit C, Понтинг CP, Лю JL (июль 2013). «Высокоэффективный направленный мутагенез дрозофилы с помощью системы CRISPR / Cas9» . Сотовые отчеты . 4 (1): 220–228. DOI : 10.1016 / j.celrep.2013.06.020 . PMC 3714591 . PMID 23827738 .  
  50. ^ Ян Х, Опачалоемфан С, Манчини Дж, Ян Х, Галлитто М, Млейнек Дж, Лейбхольц А, Хайт К., Ганиния М, Хо Л, Перри М, Слон Дж, Чжоу Х, Трафиканте М, Пеник, Калифорния, Долезал К, Гохале К., Стивенс К., Феттер-Прунада И., Бонасио Р., Цвибель Л.Дж., Бергер С.Л., Либих Дж., Рейнберг Д., Десплан С. (август 2017 г.). «Спроектированная мутация orco вызывает аберрантное социальное поведение и дефектное нервное развитие у муравьев» . Cell . 170 (4): 736–747.e9. DOI : 10.1016 / j.cell.2017.06.051 . PMC 5587193 . PMID 28802043 .  
  51. ^ Trible W, Olivos Сиснерос L, McKenzie SK, Saragosti J, Chang NC, Matthews BJ, Оксли PR, Kronauer DJ (август 2017). «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 .  
  52. ^ Kistler KE, Vosshall LB, Matthews BJ (апрель 2015). «Геномная инженерия с CRISPR-Cas9 у комара Aedes aegypti» . Сотовые отчеты . 11 (1): 51–60. DOI : 10.1016 / j.celrep.2015.03.009 . PMC 4394034 . PMID 25818303 .  
  53. ^ Фридланд А.Е., Цур Ю.Б., Esvelt KM, Colaiácovo MP, церковь GM, Calarco JA (август 2013). «Наследственное редактирование генома C. elegans через систему CRISPR-Cas9» . Природные методы . 10 (8): 741–743. DOI : 10.1038 / nmeth.2532 . PMC 3822328 . PMID 23817069 .  
  54. Перейти ↑ Jiang W, Zhou H, Bi H, Fromm M, Yang B, Weeks DP (ноябрь 2013 г.). «Демонстрация CRISPR / Cas9 / sgRNA-опосредованной целевой модификации генов у Arabidopsis, табака, сорго и риса» . Исследования нуклеиновых кислот . 41 (20): e188. DOI : 10.1093 / NAR / gkt780 . PMC 3814374 . PMID 23999092 .  
  55. ^ Ван H, Ян H, Shivalila CS, Dawlaty MM, Cheng AW, Zhang F , Йениш R (май 2013). «Одношаговое поколение мышей, несущих мутации во множестве генов, с помощью CRISPR / Cas-опосредованной геномной инженерии» . Cell . 153 (4): 910–918. DOI : 10.1016 / j.cell.2013.04.025 . PMC 3969854 . PMID 23643243 .  
  56. ^ Soni D, Ван DM, Реая SC, Mittal M, Vogel SM, Шлютер D, Tiruppathi C (май 2018). «Деубиквитиназная функция A20 поддерживает и восстанавливает эндотелиальный барьер после повреждения сосудов легких» . Открытие клеточной смерти . 4 (60): 60. DOI : 10.1038 / s41420-018-0056-3 . PMC 5955943 . PMID 29796309 .  
  57. Перейти ↑ Guo X, Li XJ (июль 2015). «Целевое редактирование генома у эмбрионов приматов» . Клеточные исследования . 25 (7): 767–768. DOI : 10.1038 / cr.2015.64 . PMC 4493275 . PMID 26032266 .  
  58. ^ Балтимор D, Berg P, Botchan M, Кэрролл D, Чар RA, церковь G, кукуруза JE, Daley GQ, Doudna JA , Феннер M, Грили HT, Jinek M, Martin GS, Penhoet E, Puck J, Штернберг SH, Вайсман JS, Ямамото KR (апрель 2015 г.). «Биотехнология. Разумный путь вперед для геномной инженерии и модификации генов зародышевой линии» . Наука . 348 (6230): 36–38. Bibcode : 2015Sci ... 348 ... 36B . DOI : 10.1126 / science.aab1028 . PMC 4394183 . PMID 25791083 .  
  59. ^ Larson MH, Гилберт Л., Ван X, Lim WA, Вайсман JS, Qi LS (ноябрь 2013). «Интерференция CRISPR (CRISPRi) для последовательного контроля экспрессии генов» . Протоколы природы . 8 (11): 2180–2196. DOI : 10.1038 / nprot.2013.132 . PMC 3922765 . PMID 24136345 .  
  60. ^ Liang P, Xu Y, Zhang X, Ding C, Huang R, Zhang Z и др. (Май 2015 г.). «CRISPR / Cas9-опосредованное редактирование генов в трехъядерных зиготах человека» . Белки и клетки . 6 (5): 363–372. DOI : 10.1007 / s13238-015-0153-5 . PMC 4417674 . PMID 25894090 .  
  61. Yan MY, Yan HQ, Ren GX, Zhao JP, Guo XP, Sun YC (сентябрь 2017 г.). «CRISPR-Cas12a-Assisted Recombineering в бактериях» . Прикладная и экологическая микробиология . 83 (17). DOI : 10,1128 / AEM.00947-17 . PMC 5561284 . PMID 28646112 .  
  62. ^ Цетше В, Gootenberg JS, Abudayyeh ОО, Slaymaker И.М., Макарова К.С., Essletzbichler Р, Фольц С.Е., Joung Дж, ван - дер - Оост J, Регева A, Кунин Е.В., Zhang F (октябрь 2015). «Cpf1 - это одиночная РНК-управляемая эндонуклеаза системы CRISPR-Cas класса 2» . Cell . 163 (3): 759–771. DOI : 10.1016 / j.cell.2015.09.038 . PMC 4638220 . PMID 26422227 .  
  63. ^ Fonfara I, Рихтер H, Bratovič M, Le Ран A, E Шарпантье (апрель 2016). «Связанный с CRISPR ДНК-расщепляющий фермент Cpf1 также обрабатывает предшественник РНК CRISPR». Природа . 532 (7600): 517–521. Bibcode : 2016Natur.532..517F . DOI : 10.1038 / nature17945 . PMID 27096362 . S2CID 2271552 .  
  64. Kim H, Kim ST, Ryu J, Kang BC, Kim JS и Kim SG (февраль 2017 г.). «CRISPR / Cpf1-опосредованное редактирование генома растений без ДНК» . Nature Communications . 8 (14406): 14406. Bibcode : 2017NatCo ... 814406K . DOI : 10.1038 / ncomms14406 . PMC 5316869 . PMID 28205546 .  
  65. ^ "Нуклеаза Cpf1" . abmgood.com . Проверено 14 декабря 2017 .
  66. Chen JS, Ma E, Harrington LB, Da Costa M, Tian X, Palefsky JM, Doudna JA (апрель 2018 г.). «Связывание с мишенью CRISPR-Cas12a высвобождает неизбирательную активность одноцепочечной ДНКазы» . Наука . 360 (6387): 436–439. DOI : 10.1126 / science.aar6245 . PMID 29449511 . 
  67. ^ Broughton JP, Deng X, Yu G, Fasching CL, Servellita V, Singh J, et al. (Июль 2020 г.). «Обнаружение SARS-CoV-2 на основе CRISPR-Cas12» . Природа Биотехнологии . 38 (7): 870–874. DOI : 10.1038 / s41587-020-0513-4 . PMID 32300245 . 
  68. Nguyen LT, Smith BM, Jain PK (сентябрь 2020 г.). «Повышение активности транс-расщепления Cas12a с помощью сконструированной крРНК позволяет обнаруживать амплифицированную нуклеиновую кислоту» . Nature Communications . 11 (1): 4906. DOI : 10.1038 / s41467-020-18615-1 . PMID 32999292 . 
  69. ^ Abudayyeh ОО, Gootenberg JS, Konermann S, Joung Дж, Slaymaker И.М., Кокс Д. Б. и др. (Август 2016 г.). «C2c2 - однокомпонентный программируемый РНК-управляемый эффектор CRISPR, нацеленный на РНК» . Наука . 353 (6299): aaf5573. DOI : 10.1126 / science.aaf5573 . PMC 5127784 . PMID 27256883 .  
  70. ^ Gootenberg JS, Abudayyeh О., Ли JW, Essletzbichler Р, Dy , AJ, Joung Дж, и др. (Апрель 2017 г.). «Обнаружение нуклеиновых кислот с помощью CRISPR-Cas13a / C2c2» . Наука . 356 (6336): 438–442. Bibcode : 2017Sci ... 356..438G . DOI : 10.1126 / science.aam9321 . PMC 5526198 . PMID 28408723 .  
  71. ^ Gootenberg JS, Abudayyeh OO Кельнер MJ, Joung J, Collins JJ, Чжан F (апрель 2018). "Мультиплексная и портативная платформа обнаружения нуклеиновых кислот с Cas13, Cas12a и Csm6" . Наука . 360 (6387): 439–444. Bibcode : 2018Sci ... 360..439G . DOI : 10.1126 / science.aaq0179 . PMC 5961727 . PMID 29449508 .  
  72. Iwasaki RS, Batey RT (сентябрь 2020 г.). «SPRINT: платформа на основе Cas13a для обнаружения малых молекул» . Исследования нуклеиновых кислот . 48 (17): e101. DOI : 10.1093 / NAR / gkaa673 . PMC 7515716 . PMID 32797156 .  
  73. Hille F, Charpentier E (ноябрь 2016 г.). «CRISPR-Cas: биология, механизмы и актуальность» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки . 371 (1707): 20150496. DOI : 10.1098 / rstb.2015.0496 . PMC 5052741 . PMID 27672148 .  
  74. ^ a b c Баррангу Р. , Марраффини, Л.А. (апрель 2014 г.). «Системы CRISPR-Cas: улучшение прокариот до адаптивного иммунитета» . Молекулярная клетка . 54 (2): 234–244. DOI : 10.1016 / j.molcel.2014.03.011 . PMC 4025954 . PMID 24766887 .  
  75. ^ a b c Тайсон GW, Банфилд JF (январь 2008 г.). «Быстро развивающиеся CRISPR, влияющие на приобретенную устойчивость микроорганизмов к вирусам». Экологическая микробиология . 10 (1): 200–207. DOI : 10.1111 / j.1462-2920.2007.01444.x . PMID 17894817 . 
  76. ^ a b c d e f g h i Макарова К.С., Вольф Ю.И., Альхнбаши О.С., Коста Ф., Шах С.А., Сондерс С.Дж. и др. (Ноябрь 2015 г.). «Обновленная эволюционная классификация систем CRISPR-Cas» . Обзоры природы. Микробиология . 13 (11): 722–736. DOI : 10.1038 / nrmicro3569 . PMC 5426118 . PMID 26411297 .  
  77. ^ a b c Райт А.В., Нуньес Дж. К., Дудна Дж. А. (январь 2016 г.). «Биология и применение систем CRISPR: использование инструментария природы для геномной инженерии» . Cell . 164 (1–2): 29–44. DOI : 10.1016 / j.cell.2015.12.035 . PMID 26771484 . 
  78. ^ Westra ЭР, Даулинг А.Ю., Броневский Ю.М., ван Houte S (ноябрь 2016). «Эволюция и экология CRISPR» . Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 47 (1): 307–331. DOI : 10,1146 / annurev-ecolsys-121415-032428 .
  79. ^ a b c Wiedenheft B, Sternberg SH, Doudna JA (февраль 2012 г.). «РНК-управляемые системы генетического сайленсинга у бактерий и архей». Природа . 482 (7385): 331–338. Bibcode : 2012Natur.482..331W . DOI : 10,1038 / природа10886 . PMID 22337052 . S2CID 205227944 .  
  80. ^ a b Дэн Л., Гарретт Р.А., Шах С.А., Пэн Х, Ше К. (март 2013 г.). «Новый механизм вмешательства модуля CRISPR-Cmr типа IIIB в Sulfolobus» . Молекулярная микробиология . 87 (5): 1088–1099. DOI : 10.1111 / mmi.12152 . PMID 23320564 . 
  81. ^ Sinkunas Т, Gasiunas G, Фремо С, Barrangou Р , Р Хорват, Siksnys V (апрель 2011). «Cas3 представляет собой одноцепочечную нуклеазу ДНК и АТФ-зависимую геликазу в иммунной системе CRISPR / Cas» . Журнал EMBO . 30 (7): 1335–1342. DOI : 10.1038 / emboj.2011.41 . PMC 3094125 . PMID 21343909 .  
  82. ^ Хо Y, Нам Х., Дин Ж, Ли Н, Ву л, Сяо У, Farchione MD, Чжоу S, Rajashankar К, Куринов я, Чжан Р, К.Е. (сентябрь 2014). «Структуры CRISPR Cas3 предлагают механистическое понимание каскадно-активируемого раскручивания и деградации ДНК» . Структурная и молекулярная биология природы . 21 (9): 771–777. DOI : 10.1038 / nsmb.2875 . PMC 4156918 . PMID 25132177 .  
  83. Brendel J, Stoll B, Lange SJ, Sharma K, Lenz C, Stachler AE и др. (Март 2014 г.). «Комплекс белков Cas 5, 6 и 7 необходим для биогенеза и стабильности сгруппированных с регулярными интервалами коротких палиндромных повторов (crispr), производных rnas (crrnas) в Haloferax volcanii» . Журнал биологической химии . 289 (10): 7164–77. DOI : 10.1074 / jbc.M113.508184 . PMC 3945376 . PMID 24459147 .  
  84. ^ a b Чилински К., Макарова К.С., Шарпантье Э, Кунин Е.В. (июнь 2014 г.). «Классификация и эволюция систем CRISPR-Cas типа II» . Исследования нуклеиновых кислот . 42 (10): 6091–6105. DOI : 10.1093 / NAR / gku241 . PMC 4041416 . PMID 24728998 .  
  85. ^ a b Макарова К.С., Аравинд Л, Вольф Ю.И., Кунин Е.В. (июль 2011 г.). «Объединение семейств белков Cas и простой сценарий происхождения и развития систем CRISPR-Cas» . Биология Директ . 6 : 38. DOI : 10.1186 / 1745-6150-6-38 . PMC 3150331 . PMID 21756346 .  
  86. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w Макарова К. С., Вольф Ю. И., Иранзо Дж., Шмаков С. А., Альхнбаши О. С., Браунс С.Дж., Шарпантье Э., Ченг Д., Хафт Д.Х. , Horvath P, Moineau S, Mojica FJM, Scott D, Shah SA, Siksnys V, Terns MP, Venclovas Č, White MF, Yakunin AF, Yan W, Zhang F, Garrett RA, Backofen R, van der Oost J, Barrangou R. , Кунин Э.В. (2019). «Эволюционная классификация систем CRISPR – Cas: взрыв класса 2 и производные варианты» . Обзоры природы микробиологии . 18(2): 67–83. DOI : 10.1038 / s41579-019-0299-х . hdl : 10045/102627 . PMID  31857715 . S2CID  209420490 .CS1 maint: uses authors parameter (link)
  87. ^ a b Могила I, Казлаускене М, Валинските S, Тамулайтиене G, Тамулайтис G, Сиксныс V (март 2019). «Генетическая диссекция комплекса Csm системы CRISPR-Cas типа III-A выявляет роли отдельных субъединиц» . Сотовые отчеты . 26 (10): 2753–2765.e4. DOI : 10.1016 / j.celrep.2019.02.029 . PMID 30840895 . 
  88. ^ a b c Гасюнас Г., Баррангу Р. , Хорват П., Сикснис В. (сентябрь 2012 г.). «Рибонуклеопротеиновый комплекс Cas9-crRNA опосредует специфическое расщепление ДНК для обеспечения 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 .  
  89. ^ Хелер R, Самаи P, Modell JW, Weiner C, Голдберг GW, Bikard D, Marraffini LA (март 2015). «Cas9 определяет функциональные вирусные мишени во время адаптации CRISPR-Cas» . Природа . 519 (7542): 199–202. Bibcode : 2015Natur.519..199H . DOI : 10,1038 / природа14245 . PMC 4385744 . PMID 25707807 .  
  90. ^ Нам KH, Куринов I, Ke A (сентябрь 2011). «Кристаллическая структура сгруппированных с регулярными промежутками 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 .  
  91. ^ Ли H, Dhingra Y, Sashital DG (апрель 2019). «Комплекс Cas4-Cas1-Cas2 обеспечивает точную пре-спейсерную обработку во время адаптации CRISPR» . eLife . 8 . DOI : 10.7554 / eLife.44248 . PMC 6519985 . PMID 31021314 .  
  92. ^ Chylinski K, Le Ран A, E Шарпантье (май 2013). «Семейства tracrRNA и Cas9 систем иммунитета CRISPR-Cas типа II» . Биология РНК . 10 (5): 726–737. DOI : 10,4161 / rna.24321 . PMC 3737331 . PMID 23563642 .  
  93. Макарова К.С., Чжан Ф., Кунин Е.В. (январь 2017). «SnapShot: системы CRISPR-Cas класса 2» . Cell . 168 (1–2): 328–328.e1. DOI : 10.1016 / j.cell.2016.12.038 . PMID 28086097 . 
  94. ^ Кокс БД, Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Франклин В, Кельнер МДж, Joung Дж, Чжан F (ноябрь 2017 г.). «Редактирование РНК с помощью CRISPR-Cas13» . Наука . 358 (6366): 1019–1027. Bibcode : 2017Sci ... 358.1019C . DOI : 10.1126 / science.aaq0180 . PMC 5793859 . PMID 29070703 .  
  95. ^ Azangou-Khyavy, M.др. (2020) «CRISPR / Cas: от редактирования гена опухоли к иммунотерапии рака на основе Т-клеток», Frontiers in Immunology, 11. doi: 10.3389 / fimmu.2020.02062.
  96. ^ a b Aliyari R, Ding SW (январь 2009 г.). «Основанный на РНК вирусный иммунитет, инициированный семейством Dicer иммунных рецепторов хозяина» . Иммунологические обзоры . 227 (1): 176–188. DOI : 10.1111 / j.1600-065X.2008.00722.x . PMC 2676720 . PMID 19120484 .  
  97. ^ Дугар G, Herbig A, Форстнер KU, Гейдрих N, Reinhardt R, Nieselt K, Шарма CM (май 2013). «Карты транскриптомов с высоким разрешением показывают штамм-специфические регуляторные особенности множества изолятов Campylobacter jejuni» . PLOS Genetics . 9 (5): e1003495. DOI : 10.1371 / journal.pgen.1003495 . PMC 3656092 . PMID 23696746 .  
  98. ^ Hatoum-Аслану, Maniv I, Marraffini LA (декабрь 2011). «Зрелые сгруппированные, регулярно расположенные, короткие палиндромные повторы РНК (crRNA). Длина РНК (crRNA) измеряется линейным механизмом, закрепленным на сайте 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 .  
  99. ^ а б Йосеф I, Горен М.Г., Кимрон У. (июль 2012 г.). «Белки и элементы ДНК, необходимые для процесса адаптации CRISPR в Escherichia coli » . Исследования нуклеиновых кислот . 40 (12): 5569–5576. DOI : 10.1093 / NAR / gks216 . PMC 3384332 . PMID 22402487 .  
  100. ^ a b c d Swarts DC, Mosterd C, van Passel MW, Brouns SJ (2012). «CRISPR вмешательство направляет нить конкретного приобретения распорного» . PLOS ONE . 7 (4): e35888. Bibcode : 2012PLoSO ... 735888S . DOI : 10.1371 / journal.pone.0035888 . PMC 3338789 . PMID 22558257 .  
  101. ^ Бабу М. , Белоглазова Н., Флик Р., Грэм С., Скарина Т., Ночек Б. и др. (Январь 2011 г.). «Двойная функция системы CRISPR-Cas в бактериальном антивирусном иммунитете и репарации ДНК» . Молекулярная микробиология . 79 (2): 484–502. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2010.07465.x . PMC 3071548 . PMID 21219465 .  
  102. Перейти ↑ Han D, Lehmann K, Krauss G (июнь 2009 г.). «SSO1450 - белок CAS1 из Sulfolobus solfataricus P2 с высоким сродством к РНК и ДНК» . Письма FEBS . 583 (12): 1928–1932. DOI : 10.1016 / j.febslet.2009.04.047 . PMID 19427858 . S2CID 22279972 .  
  103. ^ Wiedenheft B, Чжоу K, M Jinek, Койл SM, Ma W, Doudna JA (июнь 2009). «Структурная основа ДНКазной активности консервативного белка, участвующего в CRISPR-опосредованной защите генома». Структура . 17 (6): 904–912. DOI : 10.1016 / j.str.2009.03.019 . PMID 19523907 . 
  104. ^ Белоглазова Н., Браун Г., Циммерман М.Д., Праудфут М., Макарова К.С., Кудрицкая М. и др. (Июль 2008 г.). «Новое семейство последовательностей эндорибонуклеаз, связанных с кластерами коротких палиндромных повторов с регулярными интервалами» . Журнал биологической химии . 283 (29): 20361–20371. DOI : 10.1074 / jbc.M803225200 . PMC 2459268 . PMID 18482976 .  
  105. ^ Самаи P, P Smith, Шуман S (декабрь 2010). «Структура CRISPR-ассоциированного белка Cas2 из Desulfovibrio vulgaris» . Acta Crystallographica Раздел F . 66 (Pt 12): 1552–1556. DOI : 10.1107 / S1744309110039801 . PMC 2998353 . PMID 21139194 .  
  106. ^ Nam KH, Ding F, Haitjema C, Huang Q, DeLisa MP, Ke A (октябрь 2012). «Активность двухцепочечной эндонуклеазы в Bacillus halodurans, сгруппированных в регулярные чередующиеся короткие палиндромные повторы (CRISPR) -ассоциированный белок Cas2» . Журнал биологической химии . 287 (43): 35943–35952. DOI : 10.1074 / jbc.M112.382598 . PMC 3476262 . PMID 22942283 .  
  107. ^ а б Нуньес Дж. К., Кранцуш П. Дж., Ноэске Дж., Райт А. В., Дэвис К. В., Дудна Дж. А. (июнь 2014 г.). «Образование комплекса Cas1-Cas2 опосредует приобретение спейсера во время адаптивного иммунитета CRISPR-Cas» . Структурная и молекулярная биология природы . 21 (6): 528–534. DOI : 10.1038 / nsmb.2820 . PMC 4075942 . PMID 24793649 .  
  108. Nuñez JK, Lee AS, Engelman A, Doudna JA (март 2015 г.). «Интеграз-опосредованное приобретение спейсера во время адаптивного иммунитета CRISPR-Cas» . Природа . 519 (7542): 193–198. Bibcode : 2015Natur.519..193N . DOI : 10,1038 / природа14237 . PMC 4359072 . PMID 25707795 .  
  109. Wang J, Li J, Zhao H, Sheng G, Wang M, Yin M, Wang Y (ноябрь 2015 г.). «Структурно-механические основы получения PAM-зависимых спейсеров в системах CRISPR-Cas» . Cell . 163 (4): 840–853. DOI : 10.1016 / j.cell.2015.10.008 . PMID 26478180 . 
  110. ^ Нуньес JK, Harrington LB, Kranzusch PJ, Engelman А.Н., Doudna JA (ноябрь 2015). «Захват чужеродной ДНК во время адаптивного иммунитета CRISPR-Cas» . Природа . 527 (7579): 535–538. Bibcode : 2015Natur.527..535N . DOI : 10.1038 / nature15760 . PMC 4662619 . PMID 26503043 .  
  111. ^ Сорек R, Лоуренс СМ, Wiedenheft В (2013). «CRISPR-опосредованные адаптивные иммунные системы у бактерий и архей» . Ежегодный обзор биохимии . 82 (1): 237–266. DOI : 10.1146 / annurev-biochem-072911-172315 . PMID 23495939 . 
  112. Nuñez JK, Bai L, Harrington LB, Hinder TL, Doudna JA (июнь 2016 г.). «Иммунологическая память CRISPR требует наличия фактора хозяина для специфичности» . Молекулярная клетка . 62 (6): 824–833. DOI : 10.1016 / j.molcel.2016.04.027 . PMID 27211867 . 
  113. ^ Фагерлунд РД, Вилкинсон МЕ, Клыки О, Барендреет А, Пирс Ф., Kieper С.Н., Максвелл HW, Capolupo А, Хек AJ, Krause KL, Boştină М, Scheltema Р.А., Staals RH, Fineran ПК (июнь 2017 г.). «Захват спейсера и интеграция адаптационным комплексом типа IF Cas1-Cas2–3 CRISPR» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (26): E5122 – E5128. DOI : 10.1073 / pnas.1618421114 . PMC 5495228 . PMID 28611213 .  
  114. ^ Ролли C, Graham S, Rouillon C, White MF (февраль 2018). «Предварительная обработка и специфическая интеграция в систему CRISPR типа IA» . Исследования нуклеиновых кислот . 46 (3): 1007–1020. DOI : 10.1093 / NAR / gkx1232 . PMC 5815122 . PMID 29228332 .  
  115. ^ a b c d Хорват П., Ромеро Д. А., Коте-Монвуазен А. С., Ричардс М., Дево Х., Муано С. и др. (Февраль 2008 г.). «Разнообразие, активность и эволюция локусов CRISPR в Streptococcus thermophilus » . Журнал бактериологии . 190 (4): 1401–1412. DOI : 10.1128 / JB.01415-07 . PMC 2238196 . PMID 18065539 .  
  116. ^ a b c Дево Х, Баррангу Р. , Гарно Дж. Э., Лабонте Дж., Фремо С., Боявал П., Ромеро Д. А., Хорват П., Мойно С. (февраль 2008 г.). «Фаговый ответ на CRISPR-кодированную устойчивость Streptococcus thermophilus » . Журнал бактериологии . 190 (4): 1390–1400. DOI : 10.1128 / JB.01412-07 . PMC 2238228 . PMID 18065545 .  
  117. ^ Mojica FJ, Díez-Villaseñor C, Гарсиа Мартинес J, Almendros C (март 2009). «Короткие последовательности мотивов определяют цели системы защиты CRISPR прокариот» . Микробиология . 155 (Pt 3): 733–740. DOI : 10.1099 / mic.0.023960-0 . PMID 19246744 . 
  118. ^ a b Lillestøl RK, Shah SA, Brügger K, Redder P, Phan H, Christiansen J, Garrett RA (апрель 2009 г.). «Семейства CRISPR кренархей рода Sulfolobus: двунаправленная транскрипция и динамические свойства» . Молекулярная микробиология . 72 (1): 259–272. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2009.06641.x . PMID 19239620 . S2CID 36258923 .  
  119. ^ a b Шах С.А., Хансен Н.Р., Гаррет Р.А. (февраль 2009 г.). «Распределение совпадений спейсеров CRISPR в вирусах и плазмидах ацидотермофилов кренархей и их влияние на механизм ингибирования». Сделки Биохимического Общества . 37 (Pt 1): 23–28. DOI : 10.1042 / BST0370023 . PMID 19143596 . S2CID 19093261 .  
  120. ^ a b Диес-Вилласеньор C, Гусман Н.М., Альмендрос С., Гарсиа-Мартинес Дж., Мохика FJ (май 2013 г.). «Репортерные плазмиды интеграции CRISPR-спейсера выявляют различные подлинные специфичности приобретения среди вариантов CRISPR-Cas IE Escherichia coli » . Биология РНК . 10 (5): 792–802. DOI : 10,4161 / rna.24023 . PMC 3737337 . PMID 23445770 .  
  121. ^ a b c Эрдманн С., Гаррет Р.А. (сентябрь 2012 г.). «Селективное и гиперактивное поглощение чужеродной ДНК адаптивной иммунной системой архей с помощью двух различных механизмов» . Молекулярная микробиология . 85 (6): 1044–1056. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2012.08171.x . PMC 3468723 . PMID 22834906 .  
  122. ^ a b Shah SA, Erdmann S, Mojica FJ, Garrett RA (май 2013 г.). «Мотивы распознавания Protospacer: смешанные идентичности и функциональное разнообразие» . Биология РНК . 10 (5): 891–899. DOI : 10,4161 / rna.23764 . PMC 3737346 . PMID 23403393 .  
  123. Перейти ↑ Andersson AF, Banfield JF (май 2008 г.). «Динамика популяций вирусов и приобретенная вирусная устойчивость в естественных микробных сообществах». Наука . 320 (5879): 1047–1050. Bibcode : 2008Sci ... 320.1047A . DOI : 10.1126 / science.1157358 . PMID 18497291 . S2CID 26209623 .  
  124. ^ a b c d Pride DT, Sun CL, Salzman J, Rao N, Loomer P, Armitage GC и др. (Январь 2011 г.). «Анализ стрептококковых CRISPR из слюны человека показывает значительное разнообразие последовательностей внутри и между субъектами с течением времени» . Геномные исследования . 21 (1): 126–136. DOI : 10.1101 / gr.111732.110 . PMC 3012920 . PMID 21149389 .  
  125. ^ a b Горен М.Г., Йосеф I, Остер О, Кимрон Ю. (октябрь 2012 г.). «Экспериментальное определение кластерного короткого палиндромного дупликона с регулярными интервалами в Escherichia coli ». Журнал молекулярной биологии . 423 (1): 14–16. DOI : 10.1016 / j.jmb.2012.06.037 . PMID 22771574 . 
  126. ^ a b c Даценко К.А., Пугач К., Тихонов А., Ваннер Б.Л., Северинов К., Семенова Е. (июль 2012 г.). «Молекулярная память о прошлых инфекциях активирует систему адаптивного бактериального иммунитета CRISPR / Cas» . Nature Communications . 3 : 945. Bibcode : 2012NatCo ... 3..945D . DOI : 10.1038 / ncomms1937 . PMID 22781758 . 
  127. Gesner EM, Schellenberg MJ, Garside EL, George MM, Macmillan AM (июнь 2011 г.). «Распознавание и созревание эффекторных РНК в пути интерференции CRISPR». Структурная и молекулярная биология природы . 18 (6): 688–692. DOI : 10.1038 / nsmb.2042 . PMID 21572444 . S2CID 677704 .  
  128. ^ Sashital DG, Jinek M, Doudna JA (июнь 2011). «РНК-индуцированное конформационное изменение, необходимое для расщепления РНК CRISPR эндорибонуклеазой Cse3». Структурная и молекулярная биология природы . 18 (6): 680–687. DOI : 10.1038 / nsmb.2043 . PMID 21572442 . S2CID 5538195 .  
  129. ^ Haurwitz RE, Jinek M, Wiedenheft B, Чжоу K, Doudna JA (сентябрь 2010). «Последовательность- и структурно-специфическая обработка РНК эндонуклеазой CRISPR» . Наука . 329 (5997): 1355–1358. Bibcode : 2010Sci ... 329.1355H . DOI : 10.1126 / science.1192272 . PMC 3133607 . PMID 20829488 .  
  130. ^ а б Кунин В., Сорек Р., Гугенгольц П. (2007). «Эволюционная консервация последовательностей и вторичных структур в повторах CRISPR» . Геномная биология . 8 (4): R61. DOI : 10.1186 / GB-2007-8-4-R61 . PMC 1896005 . PMID 17442114 .  
  131. 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» . Гены и развитие . 22 (24): 3489–3496. DOI : 10,1101 / gad.1742908 . PMC 2607076 . PMID 19141480 .  
  132. ^ Ван R, G Preamplume, крачки MP, крачки RM, Li H (февраль 2011). «Взаимодействие рибоэндонуклеазы Cas6 с РНК CRISPR: узнавание и расщепление» . Структура . 19 (2): 257–264. DOI : 10.1016 / j.str.2010.11.014 . PMC 3154685 . PMID 21300293 .  
  133. ^ Niewoehner O, Jinek M, Doudna JA (январь 2014). «Эволюция распознавания и процессинга РНК CRISPR эндонуклеазами Cas6» . Исследования нуклеиновых кислот . 42 (2): 1341–1353. DOI : 10.1093 / NAR / gkt922 . PMC 3902920 . PMID 24150936 .  
  134. ^ Семенова Э., Джоре М.М., Даценко К.А., Семенова А., Вестра Э.Р., Ваннер Б и др. (Июнь 2011 г.). «Интерференция кластерной РНК с регулярными интервалами коротких палиндромных повторов (CRISPR) регулируется последовательностью семян» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (25): 10098–10103. Bibcode : 2011PNAS..10810098S . DOI : 10.1073 / pnas.1104144108 . PMC 3121866 . PMID 21646539 .  
  135. ^ Gudbergsdottir S, Дэн L, Chen Z, Jensen JV, Jensen LR, она Q, Garrett RA (январь 2011). «Динамические свойства систем Sulfolobus CRISPR / Cas и CRISPR / Cmr при заражении 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 .  
  136. ^ Manica A, Zebec Z, Teichmann D, Schleper C (апрель 2011). «In vivo активность CRISPR-опосредованной защиты от вирусов у гипертермофильных архей». Молекулярная микробиология . 80 (2): 481–491. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2011.07586.x . PMID 21385233 . S2CID 41442419 .  
  137. ^ Jore MM, Lundgren M, van Duijn E, Bultema JB, Westra ER, Waghmare SP и др. (Май 2011 г.). «Структурная основа распознавания ДНК под управлением CRISPR с помощью Cascade» (PDF) . Структурная и молекулярная биология природы . 18 (5): 529–536. DOI : 10.1038 / nsmb.2019 . PMID 21460843 . S2CID 10987554 .   
  138. ^ Wiedenheft В, Ландер ГХ, Чжоу К, Jore ММ, Brouns SJ, ван - дер - Оост J, Doudna JA , Ногалс E (сентябрь 2011 г.). «Структуры РНК-управляемого комплекса наблюдения от бактериальной иммунной системы» . Природа . 477 (7365): 486–489. Bibcode : 2011Natur.477..486W . DOI : 10,1038 / природа10402 . PMC 4165517 . PMID 21938068 .  
  139. ^ Жанг Дж, Rouillon С, Kerou М, Разит Дж, Бруггер К, Грэхэм S, Райманн Дж, Канноне G, Лю Н, Альберс С.В., Найсмит JH, Спаньоло л, белый ПВ (февраль 2012). «Структура и механизм комплекса CMR для CRISPR-опосредованного противовирусного иммунитета» . Молекулярная клетка . 45 (3): 303–313. DOI : 10.1016 / j.molcel.2011.12.013 . PMC 3381847 . PMID 22227115 .  
  140. ^ a b Хейл CR, Чжао П., Олсон С., Дафф М.О., Грейвли Б.Р., Уэллс Л., Тернс Р.М., Тернс МП (ноябрь 2009 г.) «РНК-управляемое расщепление РНК комплексом CRISPR RNA-Cas белок» . Cell . 139 (5): 945–956. DOI : 10.1016 / j.cell.2009.07.040 . PMC 2951265 . PMID 19945378 .  
  141. Перейти ↑ Estrella MA, Kuo FT, Bailey S (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 .  
  142. ^ Самай Р, Pyenson Н, Цзян Вт, Голдберг ГВт, Hatoum-Аслан А, Marraffini Л. (2015). «Котранскрипционная ДНК и расщепление РНК во время иммунитета CRISPR-Cas типа III» . Cell . 161 (5): 1164–1174. DOI : 10.1016 / j.cell.2015.04.027 . PMC 4594840 . PMID 25959775 .  
  143. ^ a b c Marraffini LA, Sontheimer EJ (январь 2010 г.). «Самостоятельная и несамостоятельная дискриминация во время CRISPR РНК-направленного иммунитета» . Природа . 463 (7280): 568–571. Bibcode : 2010Natur.463..568M . DOI : 10,1038 / природа08703 . PMC 2813891 . PMID 20072129 .  
  144. ^ Krupovic M, Бегин P, Кунин EV (август 2017). «Каспозоны: мобильные генетические элементы, которые дали начало машине адаптации CRISPR-Cas» . Текущее мнение в микробиологии . 38 : 36–43. DOI : 10.1016 / j.mib.2017.04.004 . PMC 5665730 . PMID 28472712 .  
  145. ^ Кунин Е.В. , Макарова KS (май 2013). «CRISPR-Cas: эволюция системы адаптивного иммунитета на основе РНК у прокариот» . Биология РНК . 10 (5): 679–686. DOI : 10,4161 / rna.24022 . PMC 3737325 . PMID 23439366 .  
  146. ^ Кунин Е. В. , Макаров К. С., Чжан F (июнь 2017). «Разнообразие, классификация и эволюция систем CRISPR-Cas» . Текущее мнение в микробиологии . 37 : 67–78. DOI : 10.1016 / j.mib.2017.05.008 . PMC 5776717 . PMID 28605718 .  
  147. ^ a b Шмаков С., Смаргон А., Скотт Д., Кокс Д., Пизоча Н., Ян В., Абудайе О. О., Гутенберг Дж. С., Макарова К. С., Вольф Ю. И., Северинов К., Чжан Ф , Кунин Е. В. (март 2017 г.). «Разнообразие и эволюция систем CRISPR-Cas 2 класса» . Обзоры природы. Микробиология . 15 (3): 169–182. DOI : 10.1038 / nrmicro.2016.184 . PMC 5851899 . PMID 28111461 .  
  148. ^ Kupczok A, Bollback JP (февраль 2013 г. ). «Вероятностные модели эволюции содержимого спейсера CRISPR» . BMC Evolutionary Biology . 13 (1): 54. DOI : 10.1186 / 1471-2148-13-54 . PMC 3704272 . PMID 23442002 .  
  149. ^ Штернберг SH, Рихтер H, Шарпантье E, Qimron U (март 2016). «Адаптация в системах CRISPR-Cas». Молекулярная клетка . 61 (6): 797–808. DOI : 10.1016 / j.molcel.2016.01.030 . hdl : 21.11116 / 0000-0003-E74E-2 . PMID 26949040 . 
  150. ^ Кунин Е.В. , Вольф YI (ноябрь 2009). "Является ли эволюция дарвиновской или / или ламаркистской?" . Биология Директ . 4 : 42. DOI : 10.1186 / 1745-6150-4-42 . PMC 2781790 . PMID 19906303 .  
  151. Перейти ↑ Weiss A (октябрь 2015 г.). «Ламарковские иллюзии» . Тенденции в экологии и эволюции . 30 (10): 566–568. DOI : 10.1016 / j.tree.2015.08.003 . PMID 26411613 . 
  152. ^ a b Кунин Э.В. , Вольф Ю.И. (февраль 2016 г.). «Каким Ламаркиан иммунитет CRISPR-Cas: континуум механизмов эволюционируемости» . Биология Директ . 11 (1): 9. DOI : 10,1186 / s13062-016-0111-г . PMC 4765028 . PMID 26912144 .  
  153. ^ Гейдельберг ДФ, Нельсон туалет, Schoenfeld Т, Бхайа D (2009). Ахмед Н. (ред.). «Борьба с зародышами в сообществе микробных матов: CRISPR дает 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 .  
  154. Sampson TR, Saroj SD, Llewellyn AC, Tzeng YL, Weiss DS (май 2013 г.). «Система CRISPR / Cas обеспечивает уклонение от врожденного иммунитета и вирулентность бактерий» . Природа . 497 (7448): 254–257. Bibcode : 2013Natur.497..254S . DOI : 10,1038 / природа12048 . PMC 3651764 . PMID 23584588 .  
  155. ^ Touchon M, Rocha EP (июнь 2010). Randau L (ред.). «Небольшой, медленный и специализированный CRISPR и анти-CRISPR для Escherichia и Salmonella» . PLOS ONE . 5 (6): e11126. Bibcode : 2010PLoSO ... 511126T . DOI : 10.1371 / journal.pone.0011126 . PMC 2886076 . PMID 20559554 .  
  156. ^ a b c Ро М., Ву Ю.В., Тан Х, Доак Т.Г., Йе Й (2012). «Разнообразные CRISPR, развивающиеся в микробиомах человека» . PLOS Genetics . 8 (6): e1002441. DOI : 10.1371 / journal.pgen.1002441 . PMC 3374615 . PMID 22719260 .  
  157. ^ a b Sun CL, Barrangou R , Thomas BC, Horvath P, Fremaux C, Banfield JF (февраль 2013 г.). «Фаговые мутации в ответ на диверсификацию CRISPR в бактериальной популяции». Экологическая микробиология . 15 (2): 463–470. DOI : 10.1111 / j.1462-2920.2012.02879.x . PMID 23057534 . 
  158. Перейти ↑ Kuno S, Sako Y, Yoshida T (май 2014 г.). «Диверсификация CRISPR в пределах сосуществующих генотипов в естественной популяции цианобактерии Microcystis aeruginosa, образующей цветение». Микробиология . 160 (Pt 5): 903–916. DOI : 10.1099 / mic.0.073494-0 . PMID 24586036 . 
  159. ^ Сорек R, Кунин V, Hugenholtz P (март 2008). «CRISPR - широко распространенная система, обеспечивающая приобретенную устойчивость к фагам у бактерий и архей» . Обзоры природы. Микробиология . 6 (3): 181–186. DOI : 10.1038 / nrmicro1793 . PMID 18157154 . S2CID 3538077 . Таблица 1: Интернет-ресурсы для анализа CRISPR  
  160. ^ Pride DT, Зальцман J, Relman DA (сентябрь 2012). «Сравнение сгруппированных регулярно расположенных коротких палиндромных повторов и виромов в слюне человека показывает бактериальную адаптацию к вирусам слюны» . Экологическая микробиология . 14 (9): 2564–2576. DOI : 10.1111 / j.1462-2920.2012.02775.x . PMC 3424356 . PMID 22583485 .  
  161. Held NL, Herrera A, Whitaker RJ (ноябрь 2013 г.). «Перегруппировка локусов повтора-спейсера CRISPR в Sulfolobus islandicus». Экологическая микробиология . 15 (11): 3065–3076. DOI : 10.1111 / 1462-2920.12146 . PMID 23701169 . 
  162. ^ Held NL, Herrera A, Cadillo-Quiroz H, Whitaker RJ (сентябрь 2010). «Разнообразие, связанное с CRISPR в популяции Sulfolobus islandicus» . PLOS ONE . 5 (9): e12988. Bibcode : 2010PLoSO ... 512988H . DOI : 10.1371 / journal.pone.0012988 . PMC 2946923 . PMID 20927396 .  
  163. ^ a b c Медведева С., Лю Ю., Кунин Е. В., Северинов К., Прангишвили Д., Крупович М. (ноябрь 2019 г.). «Вирусные мини-массивы CRISPR вовлечены в межвирусные конфликты» . Nature Communications . 10 (1): 5204. Bibcode : 2019NatCo..10.5204M . DOI : 10.1038 / s41467-019-13205-2 . PMC 6858448 . PMID 31729390 .  
  164. ^ Skennerton CT, Imelfort M, Тайсон GW (май 2013). «Crass: идентификация и реконструкция CRISPR из несобранных метагеномных данных» . Исследования нуклеиновых кислот . 41 (10): e105. DOI : 10.1093 / NAR / gkt183 . PMC 3664793 . PMID 23511966 .  
  165. ^ Stern A, E Mick, Tirosh I, Sagy O, Сорек R (октябрь 2012). «Таргетинг CRISPR выявляет резервуар обычных фагов, связанных с микробиомом кишечника человека» . Геномные исследования . 22 (10): 1985–1994. DOI : 10.1101 / gr.138297.112 . PMC 3460193 . PMID 22732228 .  
  166. ^ Новик RP, Christie GE, Penadés JR (август 2010). «Фаговые хромосомные острова грамположительных бактерий» . Обзоры природы микробиологии . 8 (8): 541–551. DOI : 10.1038 / nrmicro2393 . PMC 3522866 . PMID 20634809 .  
  167. Ram G, Chen J, Kumar K, Ross HF, Ubeda C, Damle PK, Lane KD, Penadés JR, Christie GE, Novick RP (октябрь 2012 г.). «Вмешательство острова патогенности стафилококков в репродукцию фага-помощника - 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 .  
  168. Ram G, Chen J, Ross HF, Novick RP (октябрь 2014 г.). «Точно модулированное вмешательство острова патогенности в транскрипцию гена позднего фага» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (40): 14536–14541. Bibcode : 2014PNAS..11114536R . DOI : 10.1073 / pnas.1406749111 . PMC 4209980 . PMID 25246539 .  
  169. ^ Seed KD, Lazinski DW, Calderwood SB, Camilli A (февраль 2013). «Бактериофаг кодирует свой собственный адаптивный ответ CRISPR / Cas, чтобы избежать врожденного иммунитета хозяина» . Природа . 494 (7438): 489–491. Bibcode : 2013Natur.494..489S . DOI : 10.1038 / nature11927 . PMC 3587790 . PMID 23446421 .  
  170. ^ "Что такое CRISPR и как он работает?" . Livescience.Tech . Проверено 14 декабря 2019 .
  171. ^ Doudna JA , Шарпантье E (ноябрь 2014). «Редактирование генома. Новые рубежи геномной инженерии с CRISPR-Cas9». Наука . 346 (6213): 1258096. DOI : 10.1126 / science.1258096 . PMID 25430774 . S2CID 6299381 .  
  172. ^ а б Ледфорд Х (июнь 2015 г.). «CRISPR, разрушитель» . Природа . 522 (7554): 20–24. Bibcode : 2015Natur.522 ... 20L . DOI : 10.1038 / 522020a . PMID 26040877 . 
  173. ^ Alphey L (2016). «Могут ли гены CRISPR-Cas9 сдержать малярию?» . Природа Биотехнологии . 34 (2): 149–150. DOI : 10.1038 / nbt.3473 . PMID 26849518 . S2CID 10014014 .  
  174. ^ Бернабе-Ортс JM, Касас-Родриго I, Минге Э.Г., Ландольфи V, Гарсия-Карпинтеро V, Джанольо S и др. (Апрель 2019 г.). «Оценка эффективности редактирования гена, опосредованного Cas12a, у растений» . Журнал биотехнологии растений . 17 (10): 1971–1984. DOI : 10.1111 / pbi.13113 . PMC 6737022 . PMID 30950179 .  
  175. ^ «В первую очередь, врачи в США используют инструмент CRISPR для лечения пациентов с генетическим заболеванием» . NPR.org . Проверено 31 июля 2019 .
  176. ^ Злоупотребление, Национальный институт по наркотикам (2020-02-14). «Антиретровирусная терапия в сочетании с редактированием генов CRISPR может устранить ВИЧ-инфекцию у мышей» . Национальный институт злоупотребления наркотиками . Проверено 15 ноября 2020 .
  177. ^ В 1-м, ученые используют революционный инструмент редактирования генов для редактирования внутри пациента.
  178. ^ The-Crispr (2019-07-15). "Слушайте подкаст Radiolab CRISPR" . The Crispr . Проверено 15 июля 2019 .
  179. ^ Ледфорд H (2017). «CRISPR изучает нечеткие результаты исследований старых генов». Природа . DOI : 10.1038 / nature.2017.21763 . S2CID 90757972 . 
  180. ^ Гу Вт, Кроуфорд Д., О'Донован Б. Д., Уилсон М. Р., Чоу Е.Д., Реталлак Н, DeRisi ДЛ (март 2016). «Истощение избыточных последовательностей путем гибридизации (DASH): использование Cas9 для удаления нежелательных видов с высокой численностью в библиотеках секвенирования и приложениях для молекулярного подсчета» . Геномная биология . 17 (1): 41. DOI : 10.1186 / s13059-016-0904-5 . PMC 4778327 . PMID 26944702 .  
  181. ^ Gootenberg JS, Abudayyeh О., Ли JW, Essletzbichler Р, Dy , AJ, Joung Дж, и др. (Апрель 2017 г.). «Обнаружение нуклеиновых кислот с помощью CRISPR-Cas13a / C2c2» . Наука . 356 (6336): 438–442. Bibcode : 2017Sci ... 356..438G . DOI : 10.1126 / science.aam9321 . PMC 5526198 . PMID 28408723 .  
  182. Chen JS, Ma E, Harrington LB, Da Costa M, Tian X, Palefsky JM, Doudna JA (апрель 2018 г.). «Связывание с мишенью CRISPR-Cas12a высвобождает неизбирательную активность одноцепочечной ДНКазы» . Наука . 360 (6387): 436–439. Bibcode : 2018Sci ... 360..436C . DOI : 10.1126 / science.aar6245 . PMC 6628903 . PMID 29449511 .  
  183. Iwasaki RS, Batey RT (сентябрь 2020 г.). «SPRINT: платформа на основе Cas13a для обнаружения малых молекул» . Исследования нуклеиновых кислот . 48 (17): e101. DOI : 10.1093 / NAR / gkaa673 . PMID 32797156 . 
  184. ^ Broughton JP, Deng X, Yu G, Fasching CL, Servellita V, Singh J, et al. (Июль 2020 г.). «Обнаружение SARS-CoV-2 на основе CRISPR-Cas12» . Природа Биотехнологии . 38 (7): 870–874. DOI : 10.1038 / s41587-020-0513-4 . PMID 32300245 . 
  185. ^ Joung Дж, Ladha А, Саито М, Ким Н.Г., Вулли А.Е., Сигел М., и др. (Октябрь 2020 г.). «Обнаружение SARS-CoV-2 с помощью тестирования SHERLOCK One-Pot» . Медицинский журнал Новой Англии . 383 (15): 1492–1494. DOI : 10.1056 / NEJMc2026172 . PMC 7510942 . PMID 32937062 .  
  186. ^ Dhamad А.Е., Abdal Rhida MA (2020). «COVID-19: молекулярные и серологические методы обнаружения» . PeerJ . 8 : e10180. DOI : 10,7717 / peerj.10180 . PMC 7547594 . PMID 33083156 .  
  187. ^ Patchsung M, Jantarug K, Pattama A, Aphicho K, Suraritdechachai S, Meesawat P и др. (Декабрь 2020 г.). «Клиническая валидация анализа на основе Cas13 для обнаружения РНК SARS-CoV-2» . Природа Биомедицинская инженерия . 4 (12): 1140–1149. DOI : 10.1038 / s41551-020-00603-х . PMID 32848209 . 
  188. Nguyen LT, Smith BM, Jain PK (сентябрь 2020 г.). «Повышение активности транс-расщепления Cas12a с помощью сконструированной крРНК позволяет обнаруживать амплифицированную нуклеиновую кислоту» . Nature Communications . 11 (1): 4906. DOI : 10.1038 / s41467-020-18615-1 . PMID 32999292 . 
  189. ^ Konwarh R (сентябрь 2020). «Может ли технология CRISPR / Cas стать удачной уловкой против фиаско COVID-19? Перспективы и препятствия» . Границы молекулярных биологических наук . 7 : 557377. дои : 10,3389 / fmolb.2020.557377 . PMC 7511716 . PMID 33134311 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Дудна Дж , Мали П. (23 марта 2016 г.). CRISPR-Cas: Лабораторное руководство . Нью-Йорк: Лаборатория издательства Колд-Спринг-Харбор. ISBN 978-1-62182-131-1.
  • Моханраджу П., Макарова К.С., Цетше Б., Чжан Ф. , Кунин Е.В. , ван дер Ост Дж. (Август 2016 г.). «Разнообразные эволюционные корни и механистические вариации систем CRISPR-Cas» (PDF) . Наука . 353 (6299): aad5147. DOI : 10.1126 / science.aad5147 . hdl : 1721,1 / 113195 . PMID  27493190 . S2CID  11086282 .
  • Сандер JD, Joung JK (апрель 2014 г.). «Системы CRISPR-Cas для редактирования, регулирования и нацеливания на геномы» . Природа Биотехнологии . 32 (4): 347–355. DOI : 10.1038 / nbt.2842 . PMC  4022601 . PMID  24584096 .
  • Slaymaker IM, Гао Л., Цетше Б., Скотт Д.А., Ян В.Х., Чжан Ф. (январь 2016 г.). «Рационально сконструированные нуклеазы Cas9 с улучшенной специфичностью» . Наука . 351 (6268): 84–88. Bibcode : 2016Sci ... 351 ... 84S . DOI : 10.1126 / science.aad5227 . PMC  4714946 . PMID  26628643 .
  • Тернс Р.М., Крайч МП (март 2014 г.). «Технологии на основе CRISPR: новое предназначение оружия для защиты от прокариот» . Тенденции в генетике . 30 (3): 111–118. DOI : 10.1016 / j.tig.2014.01.003 . PMC  3981743 . PMID  24555991 .
  • Westra ER, Buckling A, Fineran PC (май 2014 г.). «Системы CRISPR-Cas: за пределами адаптивного иммунитета». Обзоры природы микробиологии . 12 (5): 317–326. DOI : 10.1038 / nrmicro3241 . PMID  24704746 . S2CID  36575361 .
  • Андерссон А.Ф., Банфилд Дж.Ф. (май 2008 г.). «Динамика популяций вирусов и приобретенная вирусная устойчивость в естественных микробных сообществах». Наука . 320 (5879): 1047–1050. Bibcode : 2008Sci ... 320.1047A . DOI : 10.1126 / science.1157358 . PMID  18497291 . S2CID  26209623 .
  • Хейл К., Клеппе К., Тернс Р.М., Кернс М.П. (декабрь 2008 г.). «Прокариотические РНК сайленсинга (psi) в Pyrococcus furiosus» . РНК . 14 (12): 2572–2579. DOI : 10,1261 / rna.1246808 . PMC  2590957 . PMID  18971321 .
  • ван дер Плоег младший (июнь 2009 г.). «Анализ CRISPR в Streptococcus mutans предполагает частое возникновение приобретенного иммунитета против инфекции M102-подобными бактериофагами» (PDF) . Микробиология . 155 (Pt 6): 1966–1976. DOI : 10.1099 / mic.0.027508-0 . PMID  19383692 .
  • ван дер Ост Дж, Браунс С. Дж. (ноябрь 2009 г.). «RNAi: прокариоты участвуют в действии». Cell . 139 (5): 863–865. DOI : 10.1016 / j.cell.2009.11.018 . PMID  19945373 . S2CID  11863610 .
  • Каргинов Ф.В., Хэннон Г.Дж. (январь 2010 г.). «Система CRISPR: защита под контролем малых РНК у бактерий и архей» . Молекулярная клетка . 37 (1): 7–19. DOI : 10.1016 / j.molcel.2009.12.033 . PMC  2819186 . PMID  20129051 .
  • Пул У., Вурм Р., Арслан З., Гейссен Р., Хофманн Н., Вагнер Р. (март 2010 г.). «Идентификация и характеристика промоторов CRISPR-cas E. coli и их подавление с помощью H-NS». Молекулярная микробиология . 75 (6): 1495–1512. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2010.07073.x . PMID  20132443 . S2CID  37529215 .
  • Диес-Вильясеньор С., Альмендрос С., Гарсиа-Мартинес Дж., Мохика Ф.Дж. (май 2010 г.). «Разнообразие локусов CRISPR у Escherichia coli » . Микробиология . 156 (Pt 5): 1351–1361. DOI : 10.1099 / mic.0.036046-0 . PMID  20133361 .
  • Дево Х., Гарно Дж. Э., Муано С. (2010). «Система CRISPR / Cas и ее роль во взаимодействиях фагов и бактерий». Ежегодный обзор микробиологии . 64 : 475–493. DOI : 10.1146 / annurev.micro.112408.134123 . PMID  20528693 .
  • Кунин Е.В. , Макарова К.С. (декабрь 2009 г.). «CRISPR-Cas: система адаптивного иммунитета у прокариот» . F1000 Биологические отчеты . 1 : 95. DOI : 10,3410 / B1-95 . PMC  2884157 . PMID  20556198 .
  • «Возраст красного пера» . Экономист . 22 августа 2015 г. ISSN  0013-0613 . Проверено 25 августа 2015 .
  • Ран А.Ф., Сюй П.Д., Райт Дж., Агарвала В., Скотт Д.А., Чжан Ф. (2013). «Геномная инженерия с использованием системы CRISPR-Cas9» . Протоколы природы . 8 (11): 2281–2308. DOI : 10.1038 / nprot.2013.143 . PMC  3969860 . PMID  24157548 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Расширенное редактирование генов: Исследовательская служба Конгресса CRISPR-Cas9
  • Выступление Дженнифер Дудна: Геномная инженерия с CRISPR-Cas9: рождение прорывной технологии
  • Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : Q46901 (каскадная субъединица CasA системы CRISPR) в PDBe-KB .
  • Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : P76632 (Cascade subunit CasB системы CRISPR) в PDBe-KB .
  • Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : Q46899 (Cascade subunit Cascade системы CRISPR) в PDBe-KB .
  • Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : Q46898 (Cascade subunit CasD системы CRISPR) в PDBe-KB .
  • Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : Q46897 (CRISPR-система Cascade subunit CasE) в PDBe-KB .