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CRISPR-Cas(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats and CRISPR-associated genes)是原核生物抵御外源入侵遗传元件的获得性免疫系统。CRISPR-Cas系统行使免疫功能受到转录因子、信号分子等严格的调控。在冰岛硫化叶菌(Sulfolobus islandicus)REY15A中，CRISPR-Cas系统关联转录因子Csa3a可触发CRISPR-Cas系统原发免疫适应(de novo spacer acquisition)，获取新间隔序列(spacer)，并激活CRISPRRNA转录以获得免疫力。在该基础上，本研究聚焦CRISPR激活蛋白Csa3a对DNA损伤响应(DDR)系统的调控研究，得到如下结果：
(1)根据转录组与报告基因数据，本研究发现缺失csa3a基因后DDR基因转录表达均发生了下调，包括在冰岛硫化叶菌中响应UV诱导DNA损伤的ups和ced操纵子，以及cdc6-2和tfb3等转录调控蛋白基因。
(2)凝胶阻滞实验和表面等离子体共振实验结果表明Csa3a蛋白特异性地结合上述DDR基因的启动子，结合转录组数据揭示了Csa3a蛋白对这些基因的转录激活作用。
(3)光学显微镜观察结果表明，与野生型菌株相比，缺失csa3a基因可显著抑制在DNA损伤剂处理情况下由Ups系统介导的细胞聚集，降低csa3a缺失菌株的存活率。流式细胞术分析表明csa3a缺失株对DNA损伤剂更敏感，细胞更易产生DNA碎片。
(4)Ced系统介导的DNA修复实验结果表明，Ced系统可修复CRISPR干涉cas5基因导致的基因组DNA损伤，且缺失csa3a基因可显著降低修复效率。
综上所述，本研究揭示了Csa3a蛋白介导的CRISPR-Cas系统与DNA损伤修复之间的相互关系，为进一步研究CRISPR-Cas系统自身免疫与维持基因组稳定性之间的联系奠定了基础。
(1)根据转录组与报告基因数据，本研究发现缺失csa3a基因后DDR基因转录表达均发生了下调，包括在冰岛硫化叶菌中响应UV诱导DNA损伤的ups和ced操纵子，以及cdc6-2和tfb3等转录调控蛋白基因。
(2)凝胶阻滞实验和表面等离子体共振实验结果表明Csa3a蛋白特异性地结合上述DDR基因的启动子，结合转录组数据揭示了Csa3a蛋白对这些基因的转录激活作用。
(3)光学显微镜观察结果表明，与野生型菌株相比，缺失csa3a基因可显著抑制在DNA损伤剂处理情况下由Ups系统介导的细胞聚集，降低csa3a缺失菌株的存活率。流式细胞术分析表明csa3a缺失株对DNA损伤剂更敏感，细胞更易产生DNA碎片。
(4)Ced系统介导的DNA修复实验结果表明，Ced系统可修复CRISPR干涉cas5基因导致的基因组DNA损伤，且缺失csa3a基因可显著降低修复效率。
综上所述，本研究揭示了Csa3a蛋白介导的CRISPR-Cas系统与DNA损伤修复之间的相互关系，为进一步研究CRISPR-Cas系统自身免疫与维持基因组稳定性之间的联系奠定了基础。