艰难梭菌CRISPR-Cas系统的基因组结构及其与噬菌体的关系北大核心CSCD

目的CRISPR-Cas系统是细菌和古生菌基因组中的一种适应性免疫防御系统,可保护其免受噬菌体、质粒等外源DNA的入侵,阻止基因的水平转移,从而维护自身基因组的稳定。本研究旨在分析艰难梭菌基因组中CRISPR-Cas系统的基因结构,以探讨其在防御噬菌体感染等方面的作用。方法从Nucleotide数据库中下载艰难梭菌全基因组信息,利用CRISPR-CasFinder软件鉴定基因组中的CRISPR-Cas系统,通过MEGA、BLAST等软件进行cas1基因及重复序列分析并确定间隔序列同源信息;采用PHASTER软件预测基因组中的前噬菌体含量,分析其与间隔序列数量之间的关系。结果100株艰难梭菌中有96株(96%)含有完整的CRISPR-Cas系统,共含703个确定CRISPR阵列和204个cas基因簇,CRISPR-Cas系统全部为I-B型;重复序列共26种,保守性较高,19种可形成茎环结构,32.3%的间隔序列与噬菌体、质粒同源,间隔序列与前噬菌体数量之间存在负相关关系(r=-0.4759,P<0.01)。结论艰难梭菌CRISPR-Cas系统的携带率和株均携带数量均高于多数其他临床常见病原菌,且系统基因结构完整;该菌的CRISPR-Cas系统中靶向噬菌体的间隔序列数量多,有助于抵御噬菌体的侵袭,从而对开发噬菌体治疗法带来一定困难。