Cell：首次發現針對III型CRISPRCas系統的蛋白抑制劑

　　如果說CRISPR復合物聽起來很熟悉，那是因為它們是新一波基因組編輯技術的最前沿。CRISPR/Cas系統是目前發現存在于大多數細菌與所有的古菌中的一種免疫系統，被用來識別和摧毀抗噬菌體和其他病原體入侵的防御系統。

　　在CRISPR/Cas系統中，CRISPR是規律間隔性成簇短回文重復序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）的簡稱，涉及細菌基因組中的獨特DNA區域，也是儲存病毒DNA片段從而允許細胞能夠識別任何試圖再次感染它的病毒的地方，CRISPR經轉錄產生的RNA序列（被稱作crRNA）識別入侵性病毒的遺傳物質。Cas是CRISPR相關蛋白（CRISPR-associated proteins, Cas）的簡稱，Cas蛋白像一把分子剪刀那樣切割細菌基因組上的靶DNA。科學家們已發現他們能夠利用CRISPR降解病毒RNA的天然能力，并且使用CRISPR系統從幾乎任何一種有機體中移除不想要的基因。

　　古生菌和細菌的CRISPR/Cas系統保護它們的宿主免受噬菌體和其他的可移動遺傳元件的影響。根據最新的分類標準，CRISPR/Cas系統可分為兩大類：第1類CRISPR/Cas系統和第2類CRISPR/Cas系統。

　　第1類CRISPR/Cas系統分為I型CRISPR/Cas系統（標簽基因為Cas3）、III型CRISPR/Cas系統（標簽基因為Cas10）和IV型CRISPR/Cas系統（標簽基因為Csf1）。I型CRISPR/Cas系統可進一步分為I-A（標簽基因為Cas8a, Cas5）、I-B（標簽基因為Cas8b）、I-C（標簽基因為Cas8c）、I-D（標簽基因為Cas10d）、I-E（標簽基因為Cse1, Cse2）、I-F（標簽基因為Csy1, Csy2和Csy3）、I-U（標簽基因為GSU0054）；III型CRISPR/Cas系統可進一步分為III-A（標簽基因為Csm2）、III-B（標簽基因為Cmr5）、III-C（標簽基因為Cas10或Csx11）、III-D（標簽基因為Csx10）；IV型CRISPR/Cas系統可進一步分為IV-A和IV-B。

　　第2類CRISPR/Cas系統分為II型CRISPR/Cas系統，它的標簽基因為Cas9；V型CRISPR/Cas系統，它的標簽基因為Cas12a（之前稱為Cpf1）、Cas12b（之前稱為C2c1）和Cas12c（之前稱為C2c3）；VI型CRISPR/Cas系統，它的標簽基因為Cas13a（之前稱為C2c2）、Cas13b和Cas13c。II型CRISPR/Cas系統可進一步分為II-A（標簽基因為Csn2）、IIB（標簽基因為Cas4）和IIC（不存在Csn2和Cas4），V型CRISPR/Cas系統可進一步分為V-A（標簽基因為Cas12a）、V-B（標簽基因為Cas12b）、V-C（標簽基因為Cas12c）和V-U（標簽基因為TnpB-like）。VI型CRISPR/Cas系統可進一步分為VI-A（標簽基因為Cas13a）和VI-B（標簽基因為Cas13b）。

　　在這些CRISPR/Cas系統中，II型CRISPR/Cas系統就簡單得多了，一個Cas9核酸酶利用向導RNA（gRNA）就可以完成識別和切割靶雙鏈DNA，因此II型系統也被稱作CRISPR/Cas9系統。

　　在細菌的免疫系統中，CRISPR/Cas9的作用是靶向結合和摧毀侵入性的DNA，并且被作為一種穩健的基因組編輯技術加以使用。噬菌體編碼的小分子抗CRISPR蛋白（anti-CRISPR proteins, Acr）能夠讓Cas9酶失活，從而為基于Cas9的應用提供一種高效的關閉開關。

　　迄今為止，科學家們已發現作為病毒-宿主細菌軍備競賽的一部分，病毒編碼著I型CRISPR/Cas系統、II型CRISPR/Cas系統和V型CRISPR/Cas系統的蛋白抑制劑，但是并不清楚是否存在著針對其他類型的CRISPR/Cas系統的天然抑制劑。

　　在一項新的研究中，來自丹麥哥本哈根大學的研究人員發現一種針對III型CRISPR/Cas系統的抑制劑 ---AcrIIIB1，它是由硫化葉菌病毒（Sulfolobus virus）SIRV2編碼的。AcrIIIB1僅抑制由輔助蛋白Csx1的RNase活性介導的III-B CRISPR/Cas免疫反應。相關研究結果發表在2019年10月3日Cell期刊上，論文標題為“Inhibition of Type III CRISPR-Cas Immunity by an Archaeal Virus-Encoded Anti-CRISPR Protein”。

　　這些研究人員發現AcrIIIB1似乎并不結合Csx1，但是與兩種不同的III-B效應復合物 ---Cmr-α和Cmr-γ相互作用。當結合前間隔序列轉錄本時，這兩種III-B效應復合物合成環化寡腺苷酸（cyclic oligoadenylate, cOA），所產生的cOA激活Csx1的RNase活性。

　　綜上所述，這些研究人員推斷AcrIIIB1通過干擾一種Csx1 RNase相關過程來抑制III-B CRISPR/Cas免疫反應。（生物谷 Bioon.com）

　　參考資料：

　　Yuvaraj Bhoobalan-Chitty et al. Inhibition of Type III CRISPR-Cas Immunity by an Archaeal Virus-Encoded Anti-CRISPR Protein. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.09.003.