报告题目：CRISPR-Cas的进化艺术和启示

报告人: 李明 研究员   中国科学院微生物研究所

报告时间：2021年05月28日10:00-11:00

报告地点：交大闵行校区生物药学楼树华报告厅

邀请人：白林泉 教授

报告摘要：

CRISPR通过获取外源病毒的DNA片段作为新的spacer单元“记忆”其序列特征（该过程称为适应），然后通过产生crRNA指导Cas蛋白切割再次入侵的病毒DNA，从而实现记忆性免疫。然而，看似完美的CRISPR免疫机器却存在一个阿喀琉斯之踵——即CRISPR在适应过程中如何严谨地区分自身和病毒的DNA，这决定了CRISPR能否高效适应并免疫外源病毒的同时，有效避免对自身DNA的适应和破坏。我们的研究表明，高效的CRISPR适应过程严格需要“引发”，即需要一个已有spacer与病毒DNA之间的不完全匹配，指引适应机器从该DNA分子上高效、特异地获取新spacer。这一机制使CRISPR能够发生定向的遗传改变，具有鲜明的拉马克进化特征。         除了自免疫风险，CRISPR可能妨碍宿主细胞吸收有益外源DNA，因此难免产生适应度代价。我们最近发现了偶联并守卫CRISPR-Cas的一类双RNA型毒素-抗毒素（CreTA）系统。CRISPR-Cas利用抗毒素CreA控制毒素CreT的表达，CRISPR-Cas组分一旦被破坏，CreT表达并抑制甚或杀死宿主菌，使菌体对CRISPR-Cas“上瘾”。这一发现为理解CRISPR-Cas系统的广泛性分布提供了全新视角，同时揭示了一类前所未知且功能多样的小RNA“暗物质”，开辟了一个全新的研究领域。

报告人简介：

李明，中科院微生物所研究员。NSFC优秀青年基金获得者，中国科协青年人才托举工程入选者，中科院青年创新促进会会员。中科院百篇优博论文、院长优秀奖、优秀毕业生获得者。2014-2016年在中科院北京基因组研究所从事博士后研究，2016年至今在中科院微生物所任助理研究员、副研究员和研究员。聚焦微生物CRISPR等病毒防御系统的基础理论研究和基因编辑等应用研究，研究成果以第一或通讯作者发表在Science、Nucleic Acids Res（5篇）、Cell Reports等期刊，有力推动并引领了该国际热点领域的研究。目前担任国际期刊Frontiers in Genome Editing的编委。