CRISPR adaptation in <i>Streptococcus thermophilus</i> benefits from phage environmental DNA
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT The CRISPR-Cas system is a bacterial adaptive immune system that protects against infection by phages: viruses that infect bacteria. To develop immunity, bacteria integrate spacers—fragments of the invading nucleic acids—into their CRISPR array to serve as the basis for sequence-targeted DNA cleavage. However, upon infection, a phage quickly takes over the metabolism of the bacterium, leaving little time for the bacterium to acquire new spacers, transcribe them, and use them to cut the invading DNA. To develop CRISPR immunity, bacteria must be safely exposed to phage DNA. Phage infection releases environmental DNA (eDNA) which could be involved in the development of CRISPR immunity. Using Streptococcus thermophilus and phages 2972 and 858 as a model for CRISPR immunity, we show that eDNA is involved in CRISPR immunity, as generation of phage-immune bacterial colonies decreases with eDNA digestion. Furthermore, it is phage eDNA specifically that impacts CRISPR immunity since only its addition increases the generation of phage-immune colonies. We also show that the effect of eDNA is phage-specific, sequence-specific, and can even be traced to a region of the genome covering the early-expressed genes, which differ between phages 2972 and 858. However, we also show that eDNA is not used as a source of genetic information for spacer acquisition. These results link eDNA to the CRISPR-Cas system, providing a better understanding of the context of the emergence of CRISPR immunity and could inform our understanding of the mechanisms through which bacteria detect phage infection. IMPORTANCE How can a bacterial adaptive immune system (the CRISPR-Cas system) exist at all, when exposure to a virulent phage is so consistently lethal? We proposed that bacteria might actively sample their genetic environment for phage DNA through natural competence. In testing this hypothesis, we revealed that free phage DNA is important to CRISPR immunity—but not as the source of the immunological memory.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».