- 3 次围观
细菌与裂解性噬菌体经历着拮抗性共同进化，其中细菌防御系统（如 CRISPR-Cas）与噬菌体反防御系统（如抗 CRISPR（Acr）系统）相互对抗。我们研究了 CRISPR-Cas 与 Acr 是否存在依赖时序的遗传冲突。如果抗 CRISPR 基因在感染过程中发挥作用过晚，就可能无法中和 CRISPR；如果 Cas 未能及时找到靶标，Acr 则可能将其中和。由于噬菌体通常以线性方式注入其基因组，因此基因在基因组中的位置可作为自感染开始以来所经历时间的替代指标。基于这些限制，我们提出，与不含 Acr 系统的噬菌体基因组相比，含有 Acr 系统的噬菌体基因组将呈现不同的间隔序列分布模式，反映感染过程中依赖时间的相互作用，我们将其称为“噬菌体时间连续体”。我们分析了感染铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的 1462 个噬菌体基因组和 105 个可移动质粒基因组，发现铜绿假单胞菌间隔序列在这些可移动遗传元件基因组上的匹配位置呈现出明确的分布特征。此外，在噬菌体和质粒中，与其他反防御系统相比，靶向抗 CRISPR 系统的 CRISPR 间隔序列均显著富集。最后，在含有抗 CRISPR 系统的基因组中，间隔序列匹配于更靠前的位置，表明防御能否成功不仅取决于是否靶向特定基因，还取决于这些间隔序列靶向基因组中的何处。
jgurney2{at}gsu.edu
摘要
信息/历史
指标
补充材料
预览 PDF
摘要
细菌与裂解性噬菌体经历拮抗性共进化，细菌防御系统（如 CRISPR-Cas）与噬菌体反防御系统（如抗 CRISPR（Acr）系统）相互对抗。我们研究了 CRISPR-Cas 与 Acr 是否存在依赖时序的遗传冲突。如果抗 CRISPR 基因在感染过程中过晚发挥作用，就可能无法有效抑制 CRISPR；如果 Cas 无法及时找到其靶标，Acr 则可能将其抑制。由于噬菌体通常以线性方式注入其基因组，因此基因组上的位置可作为自感染开始以来所经历时间的替代指标。基于这些限制条件，我们提出，与不含 Acr 系统的噬菌体基因组相比，含有 Acr 系统的噬菌体基因组将呈现不同的间隔序列分布模式，反映感染过程中依赖时间的相互作用；我们将这一现象称为“噬菌体时间连续体”。通过分析侵染铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的 1462 个噬菌体基因组和 105 个可移动质粒基因组，我们发现，铜绿假单胞菌的间隔序列在这些可移动遗传元件基因组上的映射位置呈现清晰的分布模式。此外，无论在噬菌体还是质粒中，与靶向其他反防御系统的 CRISPR 间隔序列相比，靶向抗 CRISPR 系统的间隔序列均显著富集。最后，在含有抗 CRISPR 系统的基因组中，间隔序列映射至更靠前的位置，这表明防御能否成功不仅取决于是否靶向特定基因，还取决于这些间隔序列在基因组上的靶向位置。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已声明的资助方信息
美国国立卫生研究院（NIH）
，r35gm166251
版权
本预印本的版权所有者为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示本预印本的许可。
本预印本依据
知识共享署名—非商业性使用 4.0 国际许可协议（CC-BY-NC 4.0）
提供。
返回顶部
上一页
下一页
发布于2026年10月16日。
下载PDF
补充材料
电子邮件
感谢您有兴趣传播bioRxiv上的内容。
注意：请求您的电子邮件地址仅用于确认您是本文的发送者。
您的电子邮件地址
*
您的姓名
*
发送至
*
请在不同的行中输入多个地址，或使用逗号分隔地址。
您将要发送给以下对象
《噬菌体时间连续体：基因组组织限制抗CRISPR的成功》
（您的姓名）已从bioRxiv向您转发一个页面
消息正文
（您的姓名）认为您可能会对bioRxiv网站上的这一页面感兴趣。
您的个人消息
CAPTCHA
此问题用于测试您是否为人类访客，并防止自动垃圾邮件提交。
分享
噬菌体时间连续体：基因组组织限制抗CRISPR的成功
Sean Czerwinski，
Iris Irby，
Gabriel Morales Artavia，
Sam P Brown，
James Gurney
bioRxiv
2026.10.15.759504；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.15.759504
分享本文：
复制
引文工具
噬菌体时间连续体：基因组组织限制抗CRISPR的成功
Sean Czerwinski，
Iris Irby，
Gabriel Morales Artavia，
Sam P Brown，
James Gurney
bioRxiv
2026.10.15.759504；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.15.759504
引文管理器格式
BibTeX
Bookends
EasyBib
EndNote（标记格式）
EndNote 8（XML）
Medlars
Mendeley
Papers
RefWorks Tagged
Ref Manager
RIS
Zotero
推文组件
Facebook点赞
Google Plus +1
主题领域
所有文章
动物行为与认知
（8146）
生物化学
（18987）
生物工程
（15129）
生物信息学
（45111）
生物物理学
（22903）
癌症生物学
（20029）
细胞生物学
（27236）
临床试验
（138）
发育生物学
（14110）
生态学
（21341）
流行病学
（2067）
进化生物学
（25704）
遗传学
（16299）
基因组学
(23756)
免疫学
(18952)
微生物学
(43072)
分子生物学
(18277)
神经科学
(94750)
古生物学
(709)
病理学
(3021)
药理学与毒理学
(5163)
生理学
(8245)
植物生物学
(16214)
科学传播与教育
(2113)
合成生物学
(4627)
系统生物学
(10355)
动物学
(2415)
关键词：噬菌体 · CRISPR-Cas系统 · 抗CRISPR系统 · 基因组组织 · 间隔序列分布 · 拮抗性共同进化
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.15.759504v1?rss=1