Anti-CRISPRs and CRISPR-Cas: Characterization and Biotechnology
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Bacteria and phages (bacterial specific viruses) have been undergoing an evolutionary arms race for billions of years, whereby bacteria evolve mechanisms to inhibit phage infection and phages evolve mechanisms to evade bacterial defenses. Consequently, there are several mechanisms used by bacteria to inhibit phage infection. These include inhibiting phage adsorption, restriction modification systems, and the more recently discovered CRISPR-Cas immune systems. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat (CRISPR) loci together with their accompanying CRISPR-associated (Cas) genes form the only known bacterial adaptive defense mechanism that effectively protects against the transfer of mobile genetic elements (MGEs) such as bacteriophages. CRISPR-Cas systems use an RNA-guided nuclease to bind and cleave foreign DNA, presenting a powerful barrier to phage infection. This strong evolutionary barrier led phages to evolve small protein inhibitors of CRISPR-Cas called anti-CRISPRs. In the first section of my work, I characterize the structure, function, and mechanism of action for an anti-CRISPR that inhibits the type I-E CRISPR-Cas system of Pseudomonas aeruginosa strain 4386. I show that beyond simply inhibiting the CRISPR-Cas system, anti-CRISPR AcrIE2 converts the CRISPR-Cas system from a DNA degradation complex to a transcriptional regulator. This modification suggests that anti-CRISPR proteins may function to do more than simply inhibit CRISPR-Cas targeting. Although CRISPR-Cas systems are a manifestation of the evolutionary arms race between bacteria and phages, CRISPR-Cas systems have also been used for genome editing in various organisms for research purposes. Considering this previous work, I developed a type I-E and type II-A CRISPR-Cas genome editing system to manipulate the genome of different P. aeruginosa strains for research. In the second section of my work, I discuss the methods I developed to efficiently edit the genome of P. aeruginosa. My work on genome editing in P. aeruginosa has and will allow for the development of new P. aeruginosa mutants for research purposes. Collectively, my work provides insight into the evolutionary interactions between phages and bacteria in the context of CRISPR-Cas and anti-CRISPRs. Moreover, it provides a genome editing tool for future P. aeruginosa studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».