一个高效的体内可诱导的CRISPR干扰系统用于A组Streptococcus的基因分析和发病研究

科学领域:

• 微生物学和分子遗传学
• 细菌病原体的产生
• 基因调控基于CRISPR的基因调控

背景情况:

• 在*Streptococcus pyogenes* (A组链球菌,GAS) 中的全基因组选确定了必不可少的基因,但由于有限的遗传工具,它们的功能仍然不清楚.
• 遗传转化能力差,缺乏精确的基因表达控制,阻碍了GAS的功能研究.
• 克里斯普尔干扰 (CRISPRi) 是一种强大的基因抑制工具,但以前在GAS.中没有被利用.

研究的目的:

• 开发一种新的,高效的CRISPR干扰 (CRISPRi) 系统,用于在高度可变的*Streptococcus pyogenes* (GAS) 菌株中控制基因表达.
• 建立一种快速的基因敲除GAS的方法,促进功能基因组学和毒性研究.
• 为了确定重要的GAS毒性因素,并为GAS研究提供一个用户友好的资源.

主要方法:

• 开发出一种高度可转化,毒性强的M1T1 GAS菌株.
• 实施了一种可诱导多西环素的CRISPRi系统,其高效的,基于基的单向导RNA直接克隆到GAS.
• 通过使用小鼠感染模型验证了CRISPRi的*in vitro*和*in vivo*功能,并引入了SpyBrowse基因组浏览器.

主要成果:

• 在GAS中实现了快速 (2天) 基因敲除菌株的构建,比传统方法快得多.
• 证明了可定位和功能性的CRISPRi活动,无论是*in vitro*还是*in vivo*.
• 提供了*体内*的证据,证明细胞分裂基因*ftsZ*对GAS毒性至关重要,将其确定为潜在的抗生素标.

结论:

• 开发的CRISPRi系统克服了GAS研究中的重大技术障碍,使得有效的基因功能分析成为可能.
• 该研究确定了*ftsZ*作为GAS中的关键毒性因子,建议针对FtsZ的潜在治疗策略.
• 引入SpyBrowse为GAS研究社区提供了一个有价值的,可访问的资源,加速了未来的发现.