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CRISPR-Cas的進化藝術和啟示(生物工程2021夏季學術研討會)
發布時間 : 2021-05-25  閱(yue)讀次數 : 218

報告題目: CRISPR-Cas的進化藝術和啟(qi)示

報告人: 李明 研究員   中國科學院(yuan)微(wei)生物研究所

報告時間: 2021年05月28日10:00-11:00

報(bao)告地(di)點: 交大閔行校區生物(wu)藥學樓樹華報(bao)告廳

邀請(qing)人: 白林(lin)泉 教授(shou)

 

報(bao)告(gao)摘要:

CRISPR通(tong)過(guo)獲取(qu)外源病(bing)毒(du)的(de)(de)(de)(de)(de)DNA片段作(zuo)為(wei)新的(de)(de)(de)(de)(de)spacer單(dan)元“記憶”其(qi)序列(lie)特(te)(te)征(該過(guo)程稱為(wei)適(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)(ying)),然后通(tong)過(guo)產生(sheng)crRNA指導Cas蛋白切割再次入侵的(de)(de)(de)(de)(de)病(bing)毒(du)DNA,從而(er)實(shi)現記憶性(xing)免(mian)疫。然而(er),看(kan)似完(wan)美的(de)(de)(de)(de)(de)CRISPR免(mian)疫機器卻存在一(yi)個阿喀(ka)琉斯之(zhi)踵——即(ji)CRISPR在適(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)(ying)過(guo)程中如何(he)嚴謹(jin)地(di)區分自(zi)身和病(bing)毒(du)的(de)(de)(de)(de)(de)DNA,這(zhe)(zhe)決定了CRISPR能(neng)否高效(xiao)(xiao)適(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)(ying)并(bing)免(mian)疫外源病(bing)毒(du)的(de)(de)(de)(de)(de)同時,有(you)效(xiao)(xiao)避免(mian)對自(zi)身DNA的(de)(de)(de)(de)(de)適(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)(ying)和破壞。我們的(de)(de)(de)(de)(de)研究表明,高效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)CRISPR適(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)(ying)過(guo)程嚴格需要(yao)“引發”,即(ji)需要(yao)一(yi)個已有(you)spacer與病(bing)毒(du)DNA之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)不完(wan)全(quan)匹配,指引適(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)(ying)機器從該DNA分子上(shang)高效(xiao)(xiao)、特(te)(te)異地(di)獲取(qu)新spacer。這(zhe)(zhe)一(yi)機制(zhi)使CRISPR能(neng)夠發生(sheng)定向的(de)(de)(de)(de)(de)遺傳改變,具(ju)有(you)鮮明的(de)(de)(de)(de)(de)拉(la)馬克進化特(te)(te)征。         除(chu)了自(zi)免(mian)疫風險,CRISPR可能(neng)妨礙宿主細胞吸收有(you)益外源DNA,因此難免(mian)產生(sheng)適(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)(ying)度代價。我們最近發現了偶聯(lian)并(bing)守衛CRISPR-Cas的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)類(lei)雙RNA型毒(du)素(su)-抗毒(du)素(su)(CreTA)系(xi)統(tong)。CRISPR-Cas利用抗毒(du)素(su)CreA控制(zhi)毒(du)素(su)CreT的(de)(de)(de)(de)(de)表達,CRISPR-Cas組(zu)分一(yi)旦被破壞,CreT表達并(bing)抑制(zhi)甚或殺死宿主菌,使菌體對CRISPR-Cas“上(shang)癮”。這(zhe)(zhe)一(yi)發現為(wei)理解CRISPR-Cas系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)廣泛(fan)性(xing)分布提供了全(quan)新視角(jiao),同時揭示了一(yi)類(lei)前所未(wei)知且功能(neng)多樣的(de)(de)(de)(de)(de)小RNA“暗物質”,開(kai)辟(pi)了一(yi)個全(quan)新的(de)(de)(de)(de)(de)研究領域。

 

報告(gao)人簡介:

李明,中(zhong)(zhong)科院(yuan)微生(sheng)(sheng)物所(suo)(suo)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)員。NSFC優(you)(you)秀(xiu)青年(nian)基(ji)金(jin)獲(huo)得(de)者,中(zhong)(zhong)國科協青年(nian)人才托(tuo)舉工程入選者,中(zhong)(zhong)科院(yuan)青年(nian)創(chuang)新促進會會員。中(zhong)(zhong)科院(yuan)百篇優(you)(you)博論文、院(yuan)長優(you)(you)秀(xiu)獎、優(you)(you)秀(xiu)畢業生(sheng)(sheng)獲(huo)得(de)者。2014-2016年(nian)在中(zhong)(zhong)科院(yuan)北京基(ji)因(yin)組研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)(suo)從事博士后研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu),2016年(nian)至今(jin)在中(zhong)(zhong)科院(yuan)微生(sheng)(sheng)物所(suo)(suo)任助理研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)員、副研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)員和研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)員。聚(ju)焦微生(sheng)(sheng)物CRISPR等(deng)病(bing)毒(du)防御(yu)系統(tong)的(de)基(ji)礎(chu)理論研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)和基(ji)因(yin)編(bian)輯等(deng)應用研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu),研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)成果以(yi)第一或(huo)通訊(xun)作者發表在Science、Nucleic Acids Res(5篇)、Cell Reports等(deng)期刊(kan),有(you)力推動并引領(ling)了(le)該國際(ji)熱點(dian)領(ling)域的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)。目前擔任國際(ji)期刊(kan)Frontiers in Genome Editing的(de)編(bian)委。