La orientación de los fagos templados conduce a la pérdida de los sistemas CRISPR-Cas de tipo I

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• Bacteriología
• Virología

Sus antecedentes:

• Los bacteriófagos (fagos) infectan a las bacterias, entrando en ciclos líticos o lisogénicos.
• Los sistemas CRISPR-Cas proporcionan inmunidad bacteriana contra los fagos.
• Estudios anteriores mostraron que CRISPR-Cas elimina los fagos en el ciclo lítico.

Objetivo del estudio:

• Investigar la eficacia de los sistemas CRISPR-Cas contra los fagos templados capaces de la lisogenia.
• Determinar el impacto de la actividad de CRISPR-Cas en la aptitud bacteriana del huésped durante la infección por fagos lisogénicos.
• Explorar las implicaciones evolutivas de la función CRISPR-Cas y los genes anti-CRISPR codificados por fagos.

Principales métodos:

• Experimentos de cocultivo con bacterias y fagos templados de tipo salvaje.
• Análisis de la actividad del sistema CRISPR-Cas y la dinámica de la población bacteriana.
• Análisis bioinformático de la frecuencia de coincidencia entre los espaciadores y los prófagos.

Principales resultados:

• Los sistemas CRISPR-Cas de tipo I no pudieron eliminar los fagos templados que establecieron la lisogenia.
• El emparejamiento imperfecto entre espaciadores y prófagos condujo a inmunopatología y reducción de la aptitud del huésped.
• Los sistemas CRISPR-Cas se perdieron de las poblaciones bacterianas a menos que los fagos poseyeran genes anti-CRISPR.
• La bioinformática indicó frecuentes objetivos imperfectos en entornos naturales.

Conclusiones:

• Los sistemas CRISPR-Cas son ineficaces contra los fagos lisogénicos templados.
• CRISPR-Cas puede ser perjudicial para los huéspedes debido a efectos fuera del objetivo, provocando su propia pérdida.
• Los genes anti-CRISPR codificados por fagos proporcionan una ventaja selectiva tanto para el fago como para el huésped.
• Estos hallazgos explican la distribución variable de los sistemas CRISPR-Cas en las poblaciones bacterianas.