中文摘要：

佘群新博士擅长从基础和机理水平分析古菌的进化和遗传信息传递，率先完成了极端嗜热古菌硫化叶菌的全基因组测序；首次建立了高效的嗜热古菌遗传操作体系和蛋白表达系统，获得了国际同行高度评价和广泛应用。申请人在Nature，PNAS和Mo Microbiol等国际顶级杂志上发表近50篇论文，被SCI论文引用1170次。本项目将通过基因敲除、质粒干涉等遗传学手段和Cas蛋白/CRISPR RNA复合体共纯化、RNA测序、体外RNA/DNA剪切等生化手段分析古菌中抵御病毒和质粒DNA入侵的CRISPR/Cas系统，明确Cas蛋白在古菌获得性免疫、CRISPR RNA加工和外源入侵DNA切割中的功能，以及Cas蛋白与成熟CRISPR RNA和外源入侵DNA形成复合物的过程。该项目的开展有助于引进国外原核生物获得性免疫研究的最新成果，促进国内相关领域的发展，并对开发工业用抗噬菌体发酵菌株具有指导意义。

结论摘要：

该项目采用本实验室自主建立的基因敲除、质粒干涉等遗传学手段，研究了古菌中抵御病毒和质粒DNA入侵的获得性免疫系统CRISPR/Cas的工作机制，包括不同的Cas蛋白及其蛋白复合体在CRISPR RNA前体（pre-crRNA）的加工，crRNA的成熟及外源入侵DNA和RNA切割中的功能。我们的模式生物是冰岛硫化叶菌（Sulfolobus islandicus REY15），该基因组编码的三个不同的CRISPR干涉体系，即一个CRISPR I-A型和两个CRISPR III-B体系（CMR-α型和CMR-β）。我们的研究结果表明这三种不同类型的CRISPR体系确实具有不同干涉目标和活性。进一步实验结果还表明，在I-A型体系中，cas7，cas5，cas3’，cas3’’，cas6以及cas8为I-A型（PAM: 5’-CCN-3’）干涉活性的必需基因。尽管Cas8和Csa5都能与Cas7-Cas5形成复合体，只有Cas8缺失让I-A型CRISPR系统失去DNA干涉活性，而缺失Csa5却完全不影响其干涉活性。同时，采用Northern blot分析crRNA加工过程的结果指明，Cas7对crRNA中间体的稳定起作用，Cas5是crRNA完全加工所必需的，但Cas6却是唯一具有crRNA加工活性的蛋白。这些研究结果已经发表在RNA Biology杂志 （W. Peng et al. 2013）。目前正在从事关于CRISPR III-B Cmr-α和Cmr-β体系的活性及其分子机制的研究和feed-back targeting假设的探索性研究工作。这些实验将在后续的工作中完成，并发表成研究论文。