CRISPR-Cas RNA介导的细菌和古细菌中适应性免疫系统2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

CRISPR-Cas RNA介导的细菌和古细菌中适应性免疫系统PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 CRISPR的发现和重要发展1

1.1概述2

1.2早期突破3

1.2.1规律间隔重复序列3

1.2.2分枝杆菌中的同向重复序列3

1.2.3嗜盐古菌中的TREPs4

1.2.4原核微生物重复序列新家族4

1.2.5古细菌和细菌中CRISPR序列的分布6

1.2.6加工的CRISPR转录物的发现6

1.2.7CRISPR相关蛋白的鉴定8

1.3CRISPR-Cas系统的功能9

1.3.1早期假设9

1.3.2CRISPR与入侵遗传元件的关系10

1.3.3CRISPR系统的功能多样性12

1.4基于CRISPR系统的功能元件15

1.4.1CRISPR相关蛋白（Cas）17

1.4.2CRISPR序列18

1.4.3前导区19

1.4.4重复序列20

1.4.5间隔序列21

1.4.6前间隔区毗邻基序23

1.4.7CRISPR RNAs23

1.5反馈25

第2章 CRISPR-Cas系统的形成、多样性和基因分型意义35

2.1概述35

2.2评估CRISPRs的整体多样性37

2.2.1生物信息学工具37

2.2.2在已公布的基因组中发现的CRISPRs多样性40

2.3CRISPR多态性用于基因分型的历史案例46

2.3.1为什么需要以及如何进行种内分型46

2.3.2种内CRISPR变异47

2.3.3复杂微生物组中CRISPR多样性的后续研究55

2.4讨论55

第3章 CRISPR-Cas系统的进化与分类和Cas蛋白家族64

3.1概述65

3.2CRISPR-Cas系统的分类65

3.3Cas蛋白家族66

3.3.1Cas1和Cas2：在间隔区获得中发挥作用的Cas特征蛋白66

3.3.2HD结构域：干扰所需的单链特异性DNAse68

3.3.3级联相关性蛋白69

3.3.4RAMPs的三大家族71

3.3.5CRISPR-Cas操纵子中RAMP基因的特征性排列73

3.3.6各种Ⅰ型和Ⅲ型CRISPR-Cas系统的大小亚基之间推测的同源性74

3.3.7Ⅱ型CRISPR-Cas系统和Cas9同源物80

3.3.8关于CRISPR-Cas系统起源和进化的假设82

3.3.9结论87

第4章 基于CRISPR的免疫应答调控94

4.1对大肠杆菌CRISPR系统的调控95

4.1.1CRISPR序列的转录95

4.1.2通过H-NS实现级联复合物的转录调控97

4.1.3通过转录因子LeuO激活大肠杆菌CRISPR系统99

4.1.4H-NS和CRISPR防御导致的异基因沉默100

4.1.5包膜和热休克应激反应对CRISPR活性的作用101

4.1.6CRISPR-Cas的调控功能104

4.2噬菌体感染期间嗜热链球菌的CRISPR转录激活和cAMP-CRP的作用104

4.3硫化叶菌中DNA重复序列结合Cbpl蛋白调控CRISPR转录105

4.4重叠cas基因：通过翻译耦合作用进行调控？106

4.5调控与不被调控的CRISPR系统108

第5章 crRNA的生物合成115

5.1概述116

5.2Ⅰ型系统的crRNA生物合成116

5.2.1Ⅰ型crRNA在体内的表达和加工118

5.2.2Ⅰ-A，Ⅰ-B，Ⅰ-E和Ⅰ-F亚型中，核糖核酸内切酶Cas6/6x在重复序列中切割前crRNA119

5.2.3Ⅰ-C亚型中，Cas5d作为切割前crRNA的核糖核酸内切酶121

5.3Ⅱ型系统中的crRNA生物合成122

5.3.1Ⅱ型crRNAs在体内的表达和加工123

5.3.2tracrRNA反式激活重复序列中前crRNA的切割123

5.3.3持家核糖核酸内切酶Ⅲ共加工tracrRNA和前crRNA124

5.3.4Cas9是RNaseⅢ共加工tracrRNA和前crRNA过程中所必需的125

5.3.5体内有活性Ⅱ型crRNA靶向入侵的DNA126

5.3.6Ⅱ型系统中常见的tracrRNA定向加工前crRNA126

5.4Ⅲ型系统的crRNA生物合成127

5.4.1Ⅲ型crRNA在体内的表达和加工128

5.4.2核糖核酸内切酶Cas6在重复序列中切割前crRNA129

5.4.3核糖核酸内切酶Cas6的结构131

5.4.4产生成熟crRNAs的第二次加工机制132

5.4.5Ⅲ型系统成熟crRNA靶向DNA（Ⅲ-A）或RNA（Ⅲ-B）134

5.5结论与展望136

5.5.1用于前crRNA加工的亚型依赖性Cas蛋白137

5.5.2亚型（型）依赖性成熟crRNAs的组成和长度138

5.5.3不同成熟crRNAs的差异表达水平139

5.5.4折叠或不折叠139

5.5.5与真核RNA干扰类似的途径140

第6章 Ⅰ型CRISPR-Cas系统的分布与机制146

6.1概述146

6.1.1Ⅰ型CRISPR-Cas基因座147

6.1.2Ⅰ型系统的间隔区和重复序列147

6.2细菌和古生菌中CRISPR-Cas亚型分布情况148

6.3Ⅰ型CRISPR系统介导的防御机制154

6.3.1CRISPR系统的适应性154

6.3.2CRISPR表达和crRNA成熟156

6.3.3CRISPR干扰160

6.4展望165

第7章 Ⅱ型CRISPR-Cas系统的生物与遗传特性171

7.1历史沿革171

7.2嗜热链球菌Ⅱ型系统173

7.2.1CRISPR基因座结构173

7.2.2前导区176

7.2.3cas基因及相关蛋白177

7.2.4CRISPR-RNA182

7.2.5tracrRNA序列183

7.2.6前间隔区相邻基序185

7.3Ⅱ-A亚型系统的普遍性186

7.3.1完整的Ⅱ-A亚型系统186

7.3.2每组Ⅱ-A亚型系统的独特属性189

7.4Ⅱ型CRISPR-Cas系统的3个阶段189

7.4.1CRISPR适应189

7.4.2CRISPR-Cas系统的表达192

7.4.3CRISPR干扰192

7.5Ⅱ型CRISPR-Cas系统的应用194

7.5.1在嗜热链球菌分型方面的应用194

7.5.2嗜热链球菌BIMs在工业上的应用194

7.6结论195

第8章 Ⅲ型CRISPR-Cas系统和CRISPR-Cas的细菌毒性作用201

8.1Ⅲ型系统简介201

8.2CRISPR RNA的生物转化204

8.2.1Ⅲ-A型系统204

8.2.2Ⅲ-B型系统207

8.3靶向定位208

8.3.1Ⅲ-A型系统209

8.3.2Ⅲ-B型系统210

8.4CRISPR-Cas系统在细菌性病原体进化中的作用211

第9章 应用CRISPR-Cas系统研究生态多样性和宿主-病毒相互作用221

9.1概述222

9.2自然种群背景下CRISPR-Cas系统的突出特征223

9.3微生物菌种中CRISPR-Cas基因座的多样性225

9.4使用CRISPR间隔区检测环境中宿主多样性229

9.5病毒多样性234

9.6宿主-病毒相互作用的理论模型237

9.6.1免疫学模型239

9.6.2生态模型240

9.6.3空间模型241

9.6.4共进化生态模型243

9.6.5综合模型244

9.7结论与未来展望245

第10章 CRISPR在生理过程调控中的作用253

10.1概论253

10.2CRISPR在微生物社会性行为调控中的作用254

10.2.1CRISPR/原噬菌体相互作用对铜绿假单胞菌生物膜形成的影响254

10.2.2CRISPR对黄色粘球菌中菌丝体形成的调控257

10.3基于CRISPR调控的其他证据259

10.3.1基于CRISPR的基因调控对大肠杆菌包膜应激的响应259

10.3.2单核细胞增生利斯特氏菌EGD-e中CRISPR衍生的调控性非编码RNA260

10.3.3Casl在DNA修复中的作用261

10.4CRISPR驱动的自身免疫及其进化意义262

10.5尚待发现的CRISPR其他可能作用263

10.6结论264

第11章 多功能CRISPR-Cas系统的应用271

11.1概述271

11.2抵御病毒的抗性273

11.2.1“CRISPerization”：通过反复攻击菌种以提高其噬菌体抗性273

11.2.2人造间隔区工程方法275

11.2.3微生物之间的转化276

11.3抵御非病毒核酸侵袭的免疫作用276

11.3.1质粒干扰277

11.3.2对其他可移动元件的干扰277

11.4基于CRISPR的基因调控278

11.5基于CRISPR的菌株分型方法278

11.6追踪细菌菌株或病毒株280

11.7自然遗传标记280

11.8Cas核酸内切酶重编程和限制性酶定制282

11.9CRISPR-Cas系统的其他应用283

11.10结论与展望284

第12章 微生物群落背景下的CRISPRs291

术语词汇表296

索引299

后记303