布鲁氏菌CRISPR-Cas系统的基因组挖掘及其在适应性免疫与基因调控中的潜在功能解析

本研究针对布鲁氏菌属基因组中CRISPR-Cas系统的功能与分布展开生物信息学分析。研究人员通过构建包含321个基因组的标准化数据库，利用CrisprCasFinder和CrisprImmunity平台鉴定出440个潜在CRISPR基因座与445个间隔序列，发现自靶向 spacer 可能参与基因调控或自身免疫，并检测到前噬菌体整合，为开发基于CRISPR的病原体控制策略提供新方向。

布鲁氏菌属（Brucella）是一类兼性胞内寄生、革兰氏阴性（Gram-negative）、无鞭毛且不产孢的球杆菌，可引发人畜共患的布鲁氏菌病（brucellosis）。近年来研究发现，成簇规律间隔短回文重复序列及其关联蛋白系统（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats and CRISPR-associated protein, CRISPR-Cas）不仅作为原核生物的适应性免疫机制，还参与基因表达调控与细胞应激响应。本研究采用in silico计算方法扫描布鲁氏菌属基因组，探究其CRISPR-Cas系统的分布与功能特征。研究人员从美国国家生物技术信息中心（National Center for Biotechnology Information, NCBI）提取并标准化了包含321个基因组（涉及642条染色体）的数据集，通过CrisprCasFinder与CrisprImmunity两个在线平台进行系统鉴定。共发现440个潜在CRISPR基因座和445个间隔序列（spacer），但Cas蛋白的检出结果因分析方法而异。虽未检测到抗CRISPR蛋白（anti-CRISPR proteins, Acr），但观察到自靶向间隔序列（self-targeting spacers），提示其可能参与遗传调控或引发自身免疫反应，同时检测到前噬菌体（prophages）的存在。这些发现为开发靶向基因灭活或基因组修饰以减弱病原体毒力的新型控制策略提供了理论依据。然而，尽管这些序列与CRISPR类似序列高度相似，其功能仍存在不确定性——可能是远古系统的残留或来自噬菌体的水平基因转移片段，需进一步实验验证其生物学意义及与功能性CRISPR系统的关联。