CRISPR/Cas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)系统是广泛存在于细菌和古菌中抵抗外源核酸入侵的获得性免疫系统。该系统具有三个基本功能：1、剪切并整合来自外源核酸的间隔序列；2、转录并加工间隔序列为成熟的crRNA;3、用所获得的crRNA标靶并剪切再次入侵的核酸。本研究利用冰岛硫化叶菌同源双交换敲除体系成功敲除冰岛硫化叶菌E233S基因组CRISPR位点中csa3a、cmr2a、cmr2b和csa2四个基因,并对Δcsa3a、Δcmr2a、Δcmr2b三个缺失菌株的CRISPR/Cas系统切割穿梭质粒的功能(即以DNA或RNA为靶标的特异性切割功能)进行验证。结果表明csa3a、cmr2a、cmr2b三个基因的缺失并不影响宿主对含间隔同源序列的外源遗传物质的切割。从该结果可以判断csa3a基因不参与CRISPR/Cas免疫系统的转录干扰功能,且cmr2基因的两个拷贝中缺失仟何一个拷贝都不影响转录、干扰的进行。本研究在A csa3a缺失菌株和其互补超表达菌株OEcsa3a基础上,对与免疫适应阶段相关的基因(即acas基因,包括csa1、casl、cas2和cas4)基因进行反转录荧光定量PCR检测。结果表明Csa3a蛋白超表达对aCas基因具有转录激活作用。继而利用EMSA实验证实Csa3a调控蛋白可以特异性地结合csal启动子。通过逐步截短csal启动子序列长度以缩小结合位点范围,并将Csa3a结合位点定位在24个碱基序列之内。将该探针序列和casl、cas2启动子序列比对发现casl、cas2上均具有类似Csa3a蛋白结合位点的序列,且casl转录起始位点上下游各有一段类似序列。EMSA实验证实Csa3a蛋白的确可以和casl启动子上两个位点都发生结合,并且结合的效率具有明显区别。综上所述,本研究对于揭示Csa3a蛋白的转录调控激活方式,发现硫化叶菌CRISPR免疫适应阶段获取间隔序列理论机制提供了有力支持。