Cas9 detecta la abundancia de ARN CRISPR para regular la adquisición del espaciador CRISPR

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• Biología molecular
• La genética

Sus antecedentes:

• Los procariotas utilizan sistemas CRISPR-Cas para la inmunidad adaptativa, almacenando ADN extraño como espaciadores en matrices CRISPR.
• Los sistemas CRISPR-Cas de tipo II, incluido el Cas9, son cruciales para la defensa contra los ácidos nucleicos invasores.
• Cas9 funciona típicamente con el crRNA y el tracrRNA para guiar la orientación del ADN.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel biológico de Cas9 independientemente de sus socios de ARN.
• Para entender cómo Cas9 regula la adquisición de espaciadores en respuesta a las condiciones celulares.
• Para aclarar el mecanismo de retroalimentación que rige la inmunidad adaptativa CRISPR-Cas.

Principales métodos:

• Investigación de la actividad de Neisseria apoCas9 después del agotamiento del crRNA y/o del tracrRNA.
• Evaluó el impacto de las diferentes longitudes de matriz de CRISPR y los niveles de crRNA en la adquisición de espaciadores.
• Examinó el papel del lóbulo de la nucleasa y la proteína de longitud completa de Cas9 en la regulación de la adquisición.
• Análisis de la conservación evolutiva de la función reguladora de Cas9 en los ortólogos tipo II-C.

Principales resultados:

• Neisseria apoCas9 estimula la eficiencia de adquisición de espaciadores independientemente del crRNA y el tracrRNA.
• Cas9 detecta niveles bajos de crRNA en células con matrices CRISPR cortas, aumentando la adquisición.
• El aumento de la abundancia de crRNA con matrices en expansión reduce la disponibilidad de apoCas9, atenuando la adquisición.
• El lóbulo de la nucleasa de Cas9 por sí solo estimula la adquisición, pero el Cas9 de longitud completa modula las respuestas a los niveles de crRNA.
• Esta actividad reguladora se conserva en múltiples ortólogos Cas9 tipo II-C.

Conclusiones:

• Estableció un nuevo mecanismo de retroalimentación de reposición automática para la inmunidad CRISPR.
• Demostró el doble papel de Cas9 como un sensor de crRNA y un regulador de la adquisición de espaciadores.
• Destacó la función de Cas9 en la salvaguardia de la profundidad de la inmunidad CRISPR y la prevención de la autoinmunidad.