免疫记忆

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中国博后一作Nature论文:揭开Cas9的新功能——感知crRNA丰度,守护免疫基因深度
生物世界· 2025-09-05 16:00
编辑丨王多鱼 排版丨水成文 CRISPR-Cas 系统 是细菌和古菌中广泛存在的一类获得性免疫机制,其核心功能在于通过 " 分子记忆 " 和 " 精准切割 " 抵御外源 噬菌体和 核酸的入侵。该系统由两大关键组成部分构成:一是 CRISPR 阵列 , 作为免疫记忆库,存储着既往入侵噬菌体、质粒或其他外源核酸的片段 ( 记忆 称为 spacer ) ;二是 Cas 蛋白 ,作为效应分子,负责识别并切割与 spacer 匹配的外源 入侵者 。典型的单效应核酸酶包括 Cas9 、 Cas12 以及 Cas13 ,其 系统结构相对简 单 ,分子机制被 充分 解析, 并 被开发为突破性的基 因编辑、 表达调控以及疾病治疗的 工具,极大推动了生命科学与医学的发展。 重要的是, Cas9 的已知效应功能均依赖两条小 RNA—— crRNA 与 tracrRNA —— 共同形成 靶向 复合 物;不携带 RNA 的 apoCas9 被认为处于惰性、不具备内源生物学功能。 CRISPR-Cas 介导的免疫过程可分为三个阶段: 1)适应阶段 ( Adaptation ) , 当噬菌体或质粒首次 入侵时, Cas1-Cas2 复合物 ...