细菌如何利用 CRISPR 来接种病毒疫苗

新研究表明微生物如何利用打盹病毒来给自己接种疫苗

来源:科学美国人

2025 年 10 月 9 日

3 分钟阅读

细菌利用病毒小睡来增强免疫力

新研究表明微生物如何利用打盹病毒来给自己接种疫苗

作者:Humberto Basilio,编辑:Sarah Lewin Frasier

温贝托·巴西利奥 由 Sarah Lewin Frasier 编辑 莎拉·勒温·弗雷泽

对于约翰·霍普金斯大学的分子生物学家 Joshua Modell 来说,单细胞细菌能够以与 1.8 万亿细胞的人类免疫系统类似的方式防御病毒的想法仍然“令人兴奋”。

20 年前,科学家发现细菌使用一种称为 CRISPR 的适应性防御系统,使微生物能够在重复遭遇时识别并消灭病毒入侵者。在最近发表在《细胞宿主与微生物》杂志上的一项研究中,莫德尔和他的团队加深了我们对细菌如何利用这个系统来“接种”自己以对抗噬菌体(试图杀死它们的病毒)的理解。这些发现可能有助于开发对抗微生物耐药性的治疗方法,这种耐药性每年导致数百万人死亡。

细胞宿主和微生物, 细菌如何利用这个系统来“接种疫苗”

CRISPR 系统允许细菌编辑自己的基因组。接触病毒后,细菌可以使用一种特殊的酶将病毒 DNA 的小片段(称为间隔区)插入到它们的基因组中,这有助于它们下次识别并抵抗病毒。科学家们现在使用这种酶作为一把“基因剪刀”来调整DNA,从实验室实验到基因治疗,但研究人员仍然对这一过程如何在细菌中发挥作用知之甚少。 “我们称其为 CRISPR 之谜,因为我们并不真正了解内部发生了什么,”莫德尔说。

基因剪刀

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