Введение
Глава 1. Обзор литературы 7
1.1 CRISPR-Сas системы 7
1.1.1 Основные элементы CRISPR-кассет 7
1.1.2 Гипотезы о роли CRISPR-систем в клетках прокариот 9
1.1.3 Доказательство иммунной функции CRISPR 10
1.1.4 Механизм работы 12
1.1.5 Типы CRISPR-Сas систем 17
1.1.6 Аутоиммунитет 20
1.2 Микробиом человека 21
1.2.1 Видовой состав микробиома человека. Энтеротипы 22
1.2.2 Вариации видового состава микробиома человека 23
1.2.3 Функциональное содержание микробиома человека 24
1.2.4 Исследования CRISPR-систем микробиомов человека 25
Глава 2. Данные и алгоритмы 27
2.1 Метагеномные данные 27
2.1.1 Микробиомы человека 27
2.1.2 Виромы человека 27
2.2 Идентификация и анализ CRISPR-кассет 30
2.2.1 Идентификация CRISPR-кассет, процедура фильтрации 30
2.2.2 Предсказание cas-генов 32
2.2.3 Определение таксономии контигов, содержащих CRISPR-кассеты 32
2.2.4 Определение происхождения спейсеров (поиск протоспейсеров) 32
2.2.5 Построение кластеров повторов 34
2.2.6 Поиск PAM-последовательностей 34
2.2.7 Определение ориентации CRISPR-кассет 34
2.2.8 Определение сдвига спейсеров в кассете 35
2.2.9 Определение колокализации спейсеров и протоспейсеров 36
2.2.10 Определение типа CRISPR-Сas систем 37
Глава 3. Результаты и обсуждение 38
3.1 Характеристика идентифицированных CRISPR-кассет 38
3.2. Таксономия метагеномных контигов, содержащих CRISPR-кассеты 43
3.3 Типы CRISPR-Сas систем 48
3.4 Поиск протоспейсеров 52
3.5 Таксономия протоспейсеров в сравнении с таксономией CRISPR-кассет 57
3.6 Сходство состава спейсеров между метагеномами индивидуальных микробиомов человека 58
3.7 Колокализация спейсеров и протоспейсеров в индивидуальных метагеномах 63
3.8 Положение спейсеров с мишенями и общих спейсеров в кассете 66
Глава 4. Гипотезы и перспективы 68
4.1. Поиск CRISPR-кассет в метагеномных данных. Успехи, сложности и перспективы...68
4.2. CRISPR-кассеты как редуцированное представление о микробном сообществе 73
4.3 Динамика и эволюция CRISPR-кассет в индивидуальных микробиомах 77
Заключение 79
Выводы 81
Список сокращений и условных обозначений 82
Список литературы 83
Список иллюстративного материала 98
