Ces outils incluent une édition efficace du génome, des systèmes d’expression de protéines robustes, un test de plasmide d’interférence, le silençage génique et une édition génique basée sur CRISPR. Néanmoins, les vecteurs plasmidiques construits jusqu'à présent pour ce crénarchéon sont basés uniquement sur le plasmide cryptique pRN2.

L'étude, parue dans mLife , était dirigé par le professeur Qunxin She et le Dr Guanhua Yuan, tous deux de l'Université du Shandong à Qingdao, en Chine.

"Un système double hôte-vecteur est nécessaire pour enrichir la boîte à outils génétique de cet archéon modèle", explique le professeur She.

En fait, à un stade précoce du développement du vecteur archéen, les plasmides pRN1 et pRN2 coexistent dans le Sa. islandicus REN1H1 ont été utilisés pour construire des vecteurs navettes pour Sa. islandicus REY15A basé sur ces deux plasmides; Les plasmides dérivés de pRN2 ont obtenu un taux de transformation élevé et ont donné de véritables transformants, tandis que les vecteurs basés sur pRN1 n'ont donné que très peu de colonies dans lesquelles les plasmides étaient apparemment absents.

"Étant donné que les matrices CRISPR contiennent souvent des espaceurs correspondant à divers plasmides dans les Sulfolobales, nous soupçonnons que le génome de Sa. islandicus REY15A pourrait porter un espaceur qui correspond à une séquence dans pRN1 mais pas dans pRN2", explique le Dr Yuan.

Après avoir déterminé la séquence complète du génome de Sa. islandicus REY15A4, le génome de l'hôte porte un espaceur (L2S56) ne montrant que deux mésappariements avec un segment d'ADN (Target N1) dans la séquence codante du gène de la réplicase pRN1. Des expériences d'efficacité de transformation ont démontré que les ARNcr L2S56 étaient exprimés à un niveau qui pourrait être suffisant pour susciter l'immunité I-A mais insuffisant pour déclencher l'immunité III-B pour l'élimination du plasmide dans Sa. islandicus REY15A.

Pour obtenir un dérivé N1 cible fonctionnel qui échappe à l'immunité CRISPR de l'hôte, l'équipe a conçu trois segments d'ADN (N1a, N1b et N1c) basés sur la cible pRN1, tandis que les mutations conçues dans N1a étaient synonymes, N1b et N1c avaient des mutations faux-sens. Les résultats ont montré qu’aucune des trois cibles mutées n’était ciblée par le système CRISPR chez l’hôte archéen. Cependant, des expériences ultérieures ont montré que N1c porte les mutations faux-sens qui pourraient avoir inactivé la protéine de réplication.

Grâce à la construction d'une série de vecteurs, le Saccharolobus – E. Le vecteur navette coli pN1dAA avec les mutations N1a, le marqueur de sélection argD, l'origine de réplication p15A et un marqueur résistant à la kanamycine ont été conçus sur la base du squelette pRN1, ce qui permet d'obtenir une coexistence stable avec le plasmide pSeSD dérivé de pRN2 dans Sa. cellules REY15A d'Islandicus. Cela a donné un système à double plasmide pour l'étude génétique avec cet important modèle archéen.

Étant donné que l'examen des conflits hôte-plasmide constitue un moyen utile pour l'identification de systèmes plasmide-vecteur compatibles, une fois le conflit résolu expérimentalement, les plasmides modifiés sont alors très utiles pour développer des systèmes hôte-vecteur, comme indiqué dans cet article.