近日，美国华盛顿大学微生物系的Alexander J. Meeske实验室在《自然》杂志上发表了一篇名为“Diverse viral cas genes antagonize CRISPR immunity”的研究论文。该研究对斯氏李斯特菌（Listeria seeligeri）不同菌株中的潜在Acrs（Anti-CRISPR）蛋白进行了系统性的挖掘和功能评估，首次鉴定了11种新型Acrs蛋白家族，并且发现其中3种与I-B型Cas蛋白存在序列上的同源性。此外，研究还发现了一种具有广谱抗CRISPR活性的新型Acr蛋白，这为理解Acrs蛋白的起源和演化提供了新的视角，并为基因编辑技术的活性调控开辟了新的可能性。

 

研究团队基于斯氏李斯特菌建立了一个适合研究VI-A型CRISPR系统的可追踪模型。他们发现，斯氏李斯特菌的不同菌株中包含多种CRISPR系统类型，如I-B、II-A和II-C型，以及原噬菌体和质粒成分，这使得它们成为鉴定Acrs蛋白的理想模型。为了系统性地分析这些菌株中的潜在Acrs蛋白，研究者将四种CRISPR系统（I-B、II-A、II-C和VI-A型）分别克隆整合到54种斯氏李斯特菌菌株中进行外源表达。结果显示，约29%的VI-A型、77%的I-B型、36%的II-A型和39%的II-C型CRISPR系统活性被抑制，暗示存在Acrs蛋白的作用。

 

利用迭代式关联推定生信分析方法，研究者在斯氏李斯特菌中进行了数据挖掘和Acrs筛选，最终鉴定了11种新的Acr蛋白家族，其中大多数为李斯特菌及其相关噬菌体所特有。此外，三种Acrs蛋白与I-B型Cas蛋白存在序列同源性。例如，AcrIB3和AcrIB4分别与Cas5和Cas8b同源，并能够抑制I-B型CRISPR的功能。

 

进一步的研究显示，AcrIB3能够取代Cas5组件，通过与Cas6的结合导致功能失活的Cascade复合物形成。而另一种AcrVIA2则与Cas3同源，尽管它不能抑制I-B型CRISPR功能，但却能显著抑制VI-A型CRISPR活性。AcrVIA2通过促进成熟crRNA的降解来实现这一功能。

 

除了上述发现之外，研究者还通过生物信息学手段，在IMGVR病毒数据库中挖掘出了358种可能的Acrs蛋白。通过对一种特定的cas3同源蛋白的功能研究，研究人员发现了一种长1128个氨基酸、能有效抑制VI-A、I-B和II-A三种CRISPR系统的蛋白——AcrVIA2.1，这是迄今为止发现的最长且最广谱的Acrs蛋白。

 

综上所述，这项研究不仅扩展了Acrs蛋白的种类，而且揭示了多种新的抗CRISPR机制，为深入探讨细菌与噬菌体之间的免疫-抗免疫演化过程提供了新的见解。