Actividad del complejo de vigilancia de un sistema CRISPR-Cas de tipo I-F1 en bacterias gram-negativas y caracterización de su estructura modular

CECILIA QUIROGA

Jornada; Segundas Jornadas Latinoamericanas de Bacteriófagos.; 2022

Red Argentina de Bacteriofagos

Los sistemas CRISPR-Cas son considerados el sistema inmune adaptativo de las bacterias brindándoles protección frente a la invasión por elementos genéticos móviles, como fagos y plásmidos. Estos sistemas se encuentran en aprox. 80% de las arqueas y 45% de las bacterias; sin embargo, no se conservan a nivel de especie o género. Nuestro grupo está enfocado en estudiar la funcionalidad del sistema CRISPR-Cas de tipo I-F1 de Shewanella xiamenensis Sh95 y su potencial como herramienta de edición génica, así como también evaluar si estos sistemas pueden ser transferidos horizontalmente. En primer lugar, observamos que en presencia de secuencias CRISPRs sintéticas, que guían al sistema hasta los sitios de acción, éste es capaz de reconocer tanto un ADN foráneo como el propio cromosoma bacteriano, pudiendo promover la deleción de un fragmento > a 100 kb. La acción de este sistema sobre plásmidos invasores también reveló la actividad de degradación, probablemente mediada por la nucleasa Cas2/3, tanto en la cepa nativa como en E. coli. Estos resultados nos permitieron confirmar que el sistema CRISPR-Cas de tipo I-F1 de la cepa Sh95 exhibe características particulares que podrían ser adaptadas para la curación de plásmidos y edición de genes en bacterias patógenas. Por otro lado, mediante el estudio de las estructuras modulares que comprenden a los sistemas CRISPR-Cas usando como modelo el género Shewanella pudimos determinar la variedad de sistemas presentes en un mismo género, identificar sitios específicos de inserción de los diversos módulos portadores de sistemas CRISPR-Cas, y evidenciar su relación con otros sistemas de defensa bacterianos, tales como toxina/antitoxina y restricción y modificación (RM). El análisis detallado de los entornos genéticos de los sistemas CRISPR-Cas analizados reveló la presencia de genes que codifican para proteínas de fagos, como P4-like int, cro/cl y alpA, que podrían estar formando un nuevo elemento del tipo P4, como fuera observado para otros sistemas anti-fagos, tales como retrones, RM y Gabija.