Эволюционная иммунология. Защитные системы прокариот презентация

Содержание

Зачем вообще изучать защитные системы микробов? «We observed a significant decrease in the ability of the cas9 mutant to adhere to, invade and replicate in human epithelial cells, leading to an

Слайд 1Эволюционная иммунология лекция 2 «Защитные системы прокариот»
Е.С. Шилов
19 февраля 2018 г.


Слайд 2Зачем вообще изучать защитные системы микробов?
«We observed a significant decrease in

the ability of the cas9 mutant to adhere to, invade and replicate in human epithelial cells, leading to an overall defect in survival, indicating that Cas9 plays an important role in N. meningitidis pathogenesis. Additionally, a recent study identified Campylobacter jejuni Cas9 as critical for interactions with host cells23. Bioinformatic analysis predicted that N. meningitidis, C. Jejuni and other pathogens may encode a scaRNA, which is critical for Cas9 targeting of endogenous mRNA. Together, these results clearly show that Cas9 controls virulence traits of several bacteria.»

Слайд 3Фаги регулируют микробиоту кишечника


Слайд 4Фаги как маркер (или причина) дисбиоза


Слайд 5
Система CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) – Cas (Cass)


Слайд 6Система CRISPR-Cas защищает бактерий от бактериофагов




1. ДНК бактериофага нарезается специальными Cas-белками

бак-терии на маленькие фрагменты. Они добавляются в определен-ный участок генома бактерии, который называется CRISPR. Если бактерия не погибает, то она таким образом «запоминает» часть генома вируса.

2. Со всего, что находится в CRISPR, синтезируются специальные РНК, постоянно проверяющие, не комплементарны ли они какой-нибудь ДНК, попавшей в бактерию.

3. Если совпадение найдено, значит в бактерию попала ДНК такого же вируса, как и раньше. Его «вспоминают» и уничтожают другие Cas-белки.


Слайд 7Характеристики системы CRISPR
Присуща практически всем археям и половине бактерий
CRISPR-кассета состоит из

одинаковых повторов и различающихся спейсеров, причём повторы не являются консервативными, однако часто начинаются на 5`-GTTTC и заканчиваются на GAAAC-3`
По соседству с CRISPR-кассетой находится оперон cas-генов
Среди продуктов cas-генов выделяются 6 основных и множество вспомогательных белков (RAMP)
В одном геноме может быть до 18 CRISPR-кассет
В одной CRISPR-кассете может быть до 375 спейсеров
Повторы варьируют в размере в диапазоне 23 – 47 п.н., спейсеры – 21 – 72 п.н.

Слайд 8Предполагалось, что CRISPR-Cas действует по схожему с РНК-интерференцией механизму…
… и она

действительно может быть направлена против РНК, однако основной ее мишенью является двунитевая ДНК

Слайд 9Принципиальная структура CRISPR


Слайд 10Открытие CRISPR



Yoshizumi Ishino
Ishino, Y., et al. (1987). Nucleotide

sequence of the iap gene, responsible for alkaline phosphatase isozyme conversion in Escherichia coli, and identification of the gene product. J. Bacteriol. 169, 5429–5433.





Francisco Mojica

Mojica, F.J.M et al. (1993). Transcription at
different salinities of Haloferax mediterranei sequences adjacent to partially modified PstI sites. Mol. Microbiol. 9, 613–621.


Слайд 11Принцип сполиготипирования


Слайд 12История открытия функции CRISPR
Родольф Баррангу
Филипп Хорват
DANISCO


Слайд 13Разнообразие спейсеров и приобретение новых
РАМ – нуклеотидный мотив, который позволяет исполь-зовать

часть чужеродной ДНК в качестве пригодной для создания нового спейсера

Слайд 14Примеры некоторых proto-spacer adjacent motifs (РАМ)


Слайд 15Cas-белки и их функции


Слайд 16Классификация систем на основе CRISPR
Евгений Кунин

Кира Макарова

Слайд 17Классификация вариантов CISPR-Cas


Слайд 18Новая классификация CISPR-Cas (2015 г.)


Слайд 20Cascade

Csm

Слайд 21Процессинг РНК в системе CRISPR I типа


Слайд 22Процессинг РНК в системе CRISPR II типа


Слайд 23Система II типа
Система I типа


Слайд 24Почему нет атаки на саму CRISPR-кассету?


Критическим является строгое Уотсон-Криковское связывание -2

– -4 нуклеотида к 5`-концу от спейсера. Если оно есть, значит «ДНК-мишень» - своя, и расщеплять её нельзя

Слайд 25Атака ДНК-мишени возможна и в случае неполного соответствия спейсера и протоспейсера.
Критическим

является связывание 5`-конца спейсера

Слайд 26Распространенность CRISPR-Cas


Слайд 27Эволюция систем CRISPR-Cas


Слайд 28Применение Cas9 для редактирования генома
Feng Zhang
Jennifer Doudna
Emmanuelle Charpentier


Слайд 29Редактирование геномов эукариот при помощи CRISPR-Cas9


Слайд 30Химерная РНК, совмещающая элементы crРНК и tracrРНК
Martin Jinek


Слайд 31Белок Cas9 и химерная tracr-crРНК способны эффективно редактировать любые геномы


Слайд 32CRISPR – история открытия (резюме)


Слайд 34Где уже применили Cas9?
2017
2012
2013
2014
2015
2016
2011
Cas9
1529
2185
739
329
85
3
3
1997
2002
2003
1
1
1


Слайд 36«Ножницы для генома» не гарантируют его адекватное сшивание после разрезания


Слайд 37Трансгенные мыши, получаемые с использованием Cas9
Masahito Ikawa


Слайд 38MCR – mutagenic chain reaction


Слайд 39Этическая сторона вопроса


Слайд 40Cpf1 – альтернатива Cas9



Слайд 41Анти-CRISPR системы


Слайд 42Механизмы работ анти-CRISPR систем


Слайд 43CRISPR-Cas может быть направлена и против фагов с РНК-геномом (VI тип)
Leptotrichia

shahii

Слайд 44Успешная кооперация защитных систем


Слайд 45Отсутствие кооперации защитных систем


Слайд 46Судьба древних прокариотических защитных систем и происхождение эукариот


Слайд 47Следующая лекция 26 февраля – об иммунитете растений, грибов и протистов


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика