多杀性巴氏杆菌CRISPR-Cas系统生物信息学分析

来源：中国畜牧兽医杂志2023年第5期北京时间：

作者：李佳富, 莫小兵

单位：吉林大学动物医学学院, 长春 130062

摘要：【目的】了解多杀性巴氏杆菌中CRISPR-Cas系统的结构特征及cas基因的分布,为不同CRISPR亚型的应用及多杀巴氏杆菌的抗病毒进化研究提供基础。【方法】通过CRISPRCasfinder在线网站筛选多杀性巴氏杆菌基因组中的CRISPR簇和cas基因;通过生物信息学方法对各亚型系统中repeat和spacer序列保守性、repeat二级结构、cas基因核苷酸序列保守性、CRISPR簇相似性等进行分析。【结果】在选取的19株多杀性巴氏杆菌基因组中均存在Ⅰ-F、Ⅱ-C、Ⅲ-A亚型CRISPR系统。在相同亚型的CRISPR系统中repeat序列有着较保守的回文重复序列,但在不同CRISPR亚型中repeat序列差异较大。Ⅱ-C亚型的tracrRNA可以与crRNA形成保守的结构。在各亚型CRISPR系统中,新获取的spacer序列可以插入到CRISPR簇的5'-端、3'-端或中间位置。通过对各菌株spacer序列分析发现,在菌株内或菌株间的CRISPR序列中均存在着相同的spacer序列,这可能与细菌在遗传进化过程中repeat-spacer发生序列重组或基因水平转移产生的趋同进化有关。【结论】19株多杀性巴氏杆菌中含有Ⅰ-F、Ⅱ-C、Ⅲ-A 3种CRISPR-Cas系统,不同CRISPR亚型中repeat序列差异较大,spacer特征性重复的分布可能与多杀性巴氏杆菌在遗传进化过程中repeat-spacer发生序列重组有关。

关键词：多杀性巴氏杆菌;CRISPR-Cas系统;repeat序列;spacer序列;生物信息学

基金资助：国家自然科学基金面上项目(32071476)