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食品与发酵工业2025年第15期:格氏乳杆菌CRISPR/Cas系统生物信息学分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:廖彩羽;汤科;程道梅;赵长菘;高睿;王铎蓉;肖宇涵;韩云蕾;

单位:成都医学院公共卫生学院;成都医学院基础医学院;

摘要:规律成簇间隔短回文重复序列(CRISPR/Cas)系统近年来被广泛应用于基因编辑。为开发基于格氏乳杆菌(Lactobacillus gasseri)CRISPR/Cas系统的基因编辑工具,该研究通过生物信息学方法对L.gasseri菌株的CRISPR/Cas系统的结构及作用机制进行分析。从GenBank数据库中获得了142株L.gasseri的全基因组序列,利用CRISPRViz软件查找菌株中存在的CRISPR位点,CRISPROne对Cas蛋白的种类及tracrRNA的位置进行预测、RNAfold预测CRISPR区重复序列的二级结构、CRISPRTarget查找间隔序列的同源物及对前间隔序列邻近基序(protospacer adjacent motif, PAM)序列的预测。结果显示,在142株菌株基因组中有31株含有CRISPR序列,共包含54个CRISPR位点,其重复序列大小为28~38 nt,间隔序列大小为26~38 nt,数量为3~32个不等。29株基因组中含有Cas蛋白编码基因,包括Ⅱ-A亚型(26株,89.66%)和Ⅰ-E亚型(9株,31.03%),且其中有6株同时携带这2种亚型的Cas蛋白编码基因。24株Ⅱ-A亚型菌株包含2个tracrRNA基因,分别位于cas9基因上游和cas1与cas9基因之间的非编码区。在456个独特的间隔序列中有109个靶向噬菌体,93个靶向质粒,其余都未识别到靶向物种。L.gasseri Cas9蛋白识别的PAM序列是5′-AAAA-3′。研究结果可为开发基于CRISPR/Cas9的L.gasseri基因编辑工具提供参考。

关键词:格氏乳杆菌;;CRISPR/Cas;;重复序列;;间隔序列;;tracrRNA;;前间隔序列邻近基序

基金资助:四川省自然科学基金项目(2022NSFSC1679);; 成都医学院研究生科研创新基金项目(YCX2024-01-71)