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麻省理工学院和哈佛大学博德研究所发现188个新型CRISPR连接基因模块

2023.11.27

  美国麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的研究人员近日在数十亿个蛋白质序列中发现了188个罕见且以前未知的CRISPR连接基因模块,其中包括新的VII型CRISPR-Cas系统。这一新发现为利用CRISPR系统和了解微生物蛋白质的功能多样性提供了新的机会。

  CRISPR系统已被用来开发越来越多的新型生物分子方法,包括著名的CRISPR/Cas介导的基因组编辑。而此前未知的CRISPR系统的出现,将推动这些生物技术进一步发展。然而,尽管CRISPR工具箱已通过蛋白质序列数据库得到扩展,但常用的算法在挖掘包含数十亿蛋白质呈指数增长的数据集时,显得不切实际。

  为了解决这一限制,研究团队开发了FLSHclust算法,这是一种通过序列相似性对蛋白质进行聚类的算法,与目前可用的方法不同,它能快速有效地分析大量蛋白质序列数据库。利用新算法,团队在包含80亿个蛋白质和1020万个CRISPR阵列的宏基因组数据库中搜索罕见的CRISPR系统,发现了188个以前未知的CRISPR相关基因,同时鉴定并表征了一类新的包含CRISPR系统的Cas-14(即VII型),其作用于RNA。

  此次新发现的系统十分罕见。研究人员表示,这种先前未知的Cas基因和CRISPR系统的发现,极大地扩展了CRISPR的多样性,揭示了CRISPR系统前所未有的组织和功能的灵活性与模块化,同时也表明大多数变异都是罕见的。

  这一新发现为利用CRISPR系统和了解微生物蛋白质的功能多样性提供了新的机会。这些新发现的CRISPR系统和Cas基因将为生物技术研发提供更多的可能性,有助于推动生物科技领域的进一步发展。同时,这一研究也再次证明了在科学研究中不断探索和创新的重要性。相信在未来,随着更多的科学研究和技术的不断发展,我们将会看到更多的科学成果为人类的生活和健康带来更多的贡献。

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