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新发现的细菌防御系统具有自毁按钮的功能

导读 瓦赫宁根研究人员在海藻上生活的细菌中发现了分子自毁机制。通过这种机制,细菌在被感染时会牺牲自己,从而保护它们的兄弟姐妹免受感染。通...

瓦赫宁根研究人员在海藻上生活的细菌中发现了分子自毁机制。通过这种机制,细菌在被感染时会牺牲自己,从而保护它们的兄弟姐妹免受感染。通过重新编程该机制,研究人员旨在将其用于诊断(自)测试。该研究发表在《科学》杂志上。

这种自毁机制属于被称为 CRISPR-Cas 的细菌免疫系统,研究人员十多年来一直在广泛研究该系统。这种防御系统存在于大约一半的细菌中,并且以各种形式存在。

新发现的系统在检测到入侵病毒时会触发自毁。通常,这种病毒会利用细菌作为生产工厂进行复制。通过牺牲自己,细菌可以防止疫情爆发。“我们一直怀疑细菌可能会利用这个系统牺牲自己,但现在我们有证据,”微生物学副教授雷蒙德·斯塔尔斯说。

脱落成碎片

当病毒将其遗传物质注入细菌时,免疫系统就会发出警报。“海洋细菌的这种特殊的免疫系统能够将病毒的 DNA 或 RNA 与其自身的遗传物质区分开来,”斯塔尔斯解释道。

13 年前,当 Staals 首次研究这一机制时,他发现这种 CRISPR-Cas 系统可以切割 RNA。这似乎不合逻辑,因为病毒不断产生新的 RNA。“我当时想,这是一个多么低效的系统啊,”斯塔尔斯说。“这让我很不舒服。”

现在事实证明,RNA 剪刀只是更大的免疫系统中的一小步。最终,免疫系统激活酶,不受控制地破坏重要的生物分子——RNA、DNA和蛋白质,从内到外杀死细菌。

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