Anti-CRISPR-Protein

Synonym: Acr-Protein
Englisch: anti-CRISPR protein

Definition

Anti-CRISPR-Proteine sind kleine virale Proteine, die CRISPR-Cas-Systeme von Bakterien und Archaeen blockieren. Sie hemmen spezifisch Cas-Komponenten wie Cas9, um die bakterielle Immunantwort zu umgehen.

Genetik

Anti-CRISPR-Proteine werden durch acr-Gene kodiert, die typischerweise in Bakteriophagen vorkommen. Es existieren zahlreiche Genfamilien (z.B. acrIIA, acrIIC), die spezifisch gegen unterschiedliche Typen von CRISPR-Cas-Systemen wirken.

Funktion

Anti-CRISPR-Proteine blockieren verschiedene Schritte der CRISPR-abhängigen Nukleinsäureabwehr. Dazu zählen die Hemmung der crRNA-Beladung, die Verhinderung der Ziel-DNA-Bindung sowie die Inhibition der katalytischen DNA-Spaltung. Sie ermöglichen es Phagen, sich trotz aktiver CRISPR-Abwehr in Wirtszellen zu replizieren.

Verwendung

In der Genomeditierung dienen Anti-CRISPR-Proteine als molekulare "Off-Schalter", um die Aktivität von Cas-Nukleasen zeitlich und räumlich zu regulieren. Dies reduziert unerwünschte Off-Target-Effekte und erhöht die Sicherheit von CRISPR-basierten Gentherapien.

Literatur

Jaiswal et al., Anti-CRISPR proteins: a weapon of phage-bacterial arm race for genome editing, Nucleus, 2024