3月20日,2023年第五期“格微致知”学术论坛顺利开讲。丹麦哥本哈根大学彭旭教授受邀参加“格微致知”研究生学术论坛,作了题为“Anti-CRISPR proteins encoded by archaeal viruses”的学术报告。本次报告由微生物技术研究院佘群新教授主持,约140名师生听取了报告。
彭旭老师的课题组主要从事古菌病毒与宿主相互作用的研究。在本次学术论坛中,彭旭老师首先介绍了极端嗜酸热古菌——硫化叶菌以及与其相互作用的古菌病毒,CRISPR-Cas免疫系统是宿主与病毒进行斗争的主要方式之一。在漫长的斗争过程中,病毒进化出了能够拮抗宿主CRISPR-Cas系统免疫方法,它们编码了一些能够阻碍CRISPR系统发挥作用的蛋白质(Acr),从而帮助病毒顺利入侵。冰岛硫化叶菌LAL14/1在编码了CRISPR-Cas系统且含有多个靶向SIRV2病毒Spacer的情况下,其仍然能够被SIRV2病毒入侵,基于上述实验,彭旭老师提出了SIRV2病毒编码了能够拮抗冰岛硫化叶菌LAL14/1 CRISPR-Cas系统蛋白的假设,并围绕SIRV2病毒编码拮抗I-D型CRISPR-Cas系统的AcrID1以及拮抗III-B型CRISPR-Cas系统的AcrIIIB1和AcrIIIB2两个方面展开讲述。
通过体外生化实验以及结构生物学分析,彭旭老师课题组证明AcrID1与I-D型效应复合物结合,从而阻止I-D型效应复合物与靶标DNA的结合,最终使宿主I-D型CRISPR系统失活。随后彭旭老师介绍了在gp48基因缺失后,导致SIRV2病毒无法拮抗宿主III-B型CRISPR系统免疫,通过后续的体内和体外实验证明gp48(AcrIIIB1)能够拮抗III-B型CRISPR免疫活性;其次,彭旭老师在SIRV3病毒中发现了与gp48同等位置的gp40基因,通过病毒基因敲除和回补实验证明gp40能够拮抗宿主III-B系统免疫,进一步地,通过拮抗CRISPR复合物RNA切割活性及EMSA等实验论证,揭示了gp40(AcrIIIB2)与III-B复合物结合,通过抑制III-B复合物中的靶标RNA的周转来发挥拮抗CRISPR免疫的功能。
在互动交流环节中,彭旭教授与参会师生就CRISPR机制及Anti-CRISPR机制进行了充分讨论。同学们表示在本次学术报告中收获良多、获益匪浅。
彭旭,2002年博士毕业于丹麦哥本哈根大学,此后历任哥本哈根大学科研副教授、副教授与教授职位。目前担任哥本哈根大学古细菌病毒实验室主任;彭旭教授主持多项欧盟、丹麦自然科学研究委员会研究课题。其研究团队长期从事古菌病毒-宿主互作研究,在CRISPR-Cas以及拮抗CRISPR蛋白研究领域做出了一些系列开创性成果。近年来的研究成果在Cell, Nature Microbiology, Nature Communications以及Nucleic acids research等高影响力杂志上发表。