Characterizing CRISPR-Cas systems with non-defensive functions

表征具有非防御功能的 CRISPR-Cas 系统

基本信息

项目摘要

CRISPR-Cas systems are widely recognized as RNA-guided, adaptive immune systems in prokaryotes that detect and eradicate foreign genetic material. However, recent work highlighting alternative roles in gene regulation and immune avoidance are challenging the singular definition of CRISPR as an immune system. Still unclear are the inherent roles of CRISPR and how they impact the overall physiology and behavior of prokaryotic life.We previously showed that the most abundant Type I CRISPR-Cas systems can be readily converted into transcriptional repressors by disrupting the system’s endonuclease Cas3. We hypothesized that Type I systems may perform a similar function naturally. By searching prokaryotic genomes for genome-targeting CRISPR arrays, we identified the plant pathogen Xanthomonas albilineans as an extremely promising case. The genome of this bacterium contains two complete Type I CRISPR-Cas systems, a I-C system and a I-F system, encoding a total of 64 genome-targeting spacers. Further analysis showed that the target sites are flanked by known protospacer-adjacent motifs (PAMs), and the I-C system appears to have a defective Cas3. These preliminary results strongly suggest that the CRISPR-Cas systems in this agriculturally important bacterium could act as transcriptional repressors and regulate a collection of cellular processes.The goal of this proposal is to characterize the properties of the two CRISPR-Cas systems in X. albilineans. We hypothesize that both systems are functionally expressed and regulate transcription of target sites through lack of Cas3 activity. To test this hypothesis, we propose the following two objectives: Objective 1: Determine the outcome of DNA targeting by each CRISPR-Cas system using cell-free transcription-translation systems.Objective 2: Determine the expression pattern and function of each CRISPR-Cas system in X. albilineans. If successful, the proposed work could reveal novel roles of CRISPR-Cas systems that extend beyond adaptive immunity and provide the basis to identify similar functions across the diversity of Type I CRISPR-Cas systems found in the prokaryotic world. The PI has extensive experience with CRISPR-Cas systems and bacterial genetics, and the project directly aligns with the goals of SPP 2141.
CRISPR-Cas系统被广泛认为是原核生物中RNA引导的适应性免疫系统,可以检测和消除外源遗传物质。然而,最近的研究强调了CRISPR在基因调控和免疫回避中的替代作用,这对CRISPR作为免疫系统的单一定义提出了挑战。CRISPR的内在作用以及它们如何影响原核生物的整体生理学和行为仍然不清楚。我们以前表明,最丰富的I型CRISPR-Cas系统可以通过破坏系统的内切核酸酶Cas 3容易地转化为转录阻遏物。我们假设I型系统可能会自然地执行类似的功能。通过在原核基因组中搜索基因组靶向CRISPR阵列,我们将植物病原体黄单胞菌确定为一个非常有希望的案例。这种细菌的基因组包含两个完整的I型CRISPR-Cas系统,一个I-C系统和一个I-F系统,编码总共64个基因组靶向间隔区。进一步的分析表明,靶位点的侧翼是已知的前间区序列邻近基序(PAM),并且I-C系统似乎具有缺陷的Cas 3。这些初步结果强烈表明,CRISPR-Cas系统在这种农业上重要的细菌可以作为转录阻遏物和调节细胞过程的集合。阿尔比利尼人我们假设这两个系统都是功能性表达的,并且通过缺乏Cas 3活性来调节靶位点的转录。为了验证这一假设,我们提出了以下两个目标:目标1:确定每个CRISPR-Cas系统使用无细胞转录-翻译系统进行DNA靶向的结果目标2:确定每个CRISPR-Cas系统在X中的表达模式和功能。阿尔比利尼人如果成功的话,这项工作可以揭示CRISPR-Cas系统的新作用,这些作用超越了适应性免疫,并为在原核世界中发现的I型CRISPR-Cas系统的多样性中识别类似功能提供了基础。PI在CRISPR-Cas系统和细菌遗传学方面拥有丰富的经验,该项目直接符合SPP 2141的目标。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Chase Beisel其他文献

Professor Dr. Chase Beisel的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Chase Beisel', 18)}}的其他基金

Interrogating the contributions of novel immune systems to anti-phage defense in their native bacterial hosts
探究新型免疫系统对其天然细菌宿主的抗噬菌体防御的贡献
  • 批准号:
    465069819
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Prevalence, formation, and function of “extraneous” CRISPR RNAs derived from the extra repeat in CRISPR arrays
源自 CRISPR 阵列中额外重复序列的“外来”CRISPR RNA 的普遍性、形成和功能
  • 批准号:
    468749960
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes

相似国自然基金

“重组型”CRISPR/Cas12a系统的核酸分子可视化原位检测技术研究
  • 批准号:
    JCZRYB202501007
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于核酸构象重编程与CRISPR/Cas12a的结核分枝杆菌高灵敏检测研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
噬菌体介导的CRISPR/Cas12a协同剪切平台用于多重活细菌的同时检测
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
肝癌液体活检新方法研究:无扩增的CRISPR-Cas12a归一化激活策略
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于CRISPR/Cas13快速联合检测呼吸道RNA病毒的研究与应用
  • 批准号:
    2025JJ90207
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于CRISPR-Cas系统的核酸分子检测研究
  • 批准号:
    2025JJ20018
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
类器官结合CRISPR-Cas9筛选:探究GPCR调控滋养层分化及其对先兆子痫的影响研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
探索通过LNP递送靶向TTR基因的CRISPR-Cas编辑器治疗遗传型转甲状腺素蛋白淀粉样的策略
  • 批准号:
    HDMZ25H020001
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
不对称RPA联合CRISPR/Cas12的一步法内禀机制解析及方法建立
  • 批准号:
    MS25C200074
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
CRISPR插删突变介导的Cas9定向进化新技术建立
  • 批准号:
    Z25H160016
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

プロテアーゼ型CRISPR-Cas酵素を用いたプログラム細胞死技術の開発
使用蛋白酶型 CRISPR-Cas 酶开发程序性细胞死亡技术
  • 批准号:
    24K01972
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
22-BBSRC/NSF-BIO: Community-dependent CRISPR-cas evolution and robust community function
22-BBSRC/NSF-BIO:群落依赖性 CRISPR-cas 进化和强大的群落功能
  • 批准号:
    BB/Y008774/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
CRISPR-Cas技術を用いた多剤耐性緑膿菌に対する新規抗菌カプシドの開発
利用 CRISPR-Cas 技术开发针对多重耐药铜绿假单胞菌的新型抗菌衣壳
  • 批准号:
    24KJ1916
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
CRISPR/Casを用いた事前増幅不要で高感度核酸検出可能な紙基板分析デバイス
使用 CRISPR/Cas 的纸基质分析装置无需事先扩增即可高灵敏度检测核酸
  • 批准号:
    23K23377
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
植物ゲノムへのtype I-D CRISPR-Cas変異導入機構の解明と応用
I-D型CRISPR-Cas突变导入植物基因组机制的阐明和应用
  • 批准号:
    23K23566
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
新規CRISPR-Casシステム酵素の作動機構解明による変異導入の制御
通过阐明新型 CRISPR-Cas 系统酶的操作机制来控制突变引入
  • 批准号:
    23K23873
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
独自に発見したCRISPR-Casエフェクターの機能構造解析と新たなゲノム編集技術の開発
自主发现的CRISPR-Cas效应子功能结构分析及新型基因组编辑技术开发
  • 批准号:
    24H00505
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
'Horticulture' CRISPR Cas-mediated and inter-species transfer of broad-spectrum, potentially durable disease resistance in crop plants (CRIMIST-DR).
“园艺”作物中 CRISPR Cas 介导的广谱、潜在持久抗病性的种间转移 (CRIMIST-DR)。
  • 批准号:
    BB/X011798/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Molecular mechanisms of memory formation and tolerance in CRISPR-Cas systems
CRISPR-Cas系统中记忆形成和耐受的分子机制
  • 批准号:
    10570544
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
CAREER: Adaptive and regulatory diversity in natural CRISPR-Cas systems
职业:天然 CRISPR-Cas 系统中的适应性和调控多样性
  • 批准号:
    2235762
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了