这就是 SPARDA:细菌中的一种自毁、自卫系统,可能成为一种新的生物技术工具

一种名为 SPARDA 的细菌防御系统采用类似神风特攻队的策略来保护细胞,可能在未来的生物技术中发挥作用。

来源:LiveScience

CRISPR 开启了基因研究的黄金时代——但在自然界中,有数百个类似的系统具有未经开发的基因编辑潜力。现在,科学家们在解释 SPARDA 神秘系统的工作原理方面取得了巨大进展。

CRISPR 系统使科学家能够比以往更轻松地编辑遗传信息。尽管 CRISPR 因其在基因编辑中的应用而闻名,但它实际上是一种经过改造的细菌免疫防御系统,被重新用于人类用途。

《Cell Research》杂志最近的一项研究强调了另一种细菌防御系统,称为 SPARDA(短原核 Argonaute,DNase 相关),这些进展提高了 SPARDA 衍生生物技术工具的潜力,可以增强目前使用 CRISPR 的诊断。

分子阿尔戈特

研究合著者、立陶宛维尔纽斯大学的生物化学家 Mindaugas Zaremba 告诉《Live Science》,在这项新工作之前,研究人员只对 SPARDA 系统进行了有限的研究。他们已经确定,组成该系统的蛋白质采用类似神风特攻队的细胞防御方法,保护更广泛的细菌群体免受外来DNA的侵害,包括称为质粒的自由浮动DNA和称为噬菌体的病毒。

“SPARDA 系统被证明可以通过降解受感染细胞和入侵者的 DNA 来保护细菌免受质粒和噬菌体的侵害,从而杀死宿主细胞,但同时防止感染在细菌群体中进一步传播,”Zaremba 说。

SPARDA 在分子水平上的工作原理仍不清楚,这促使 Zaremba 和他的团队使用 AI 蛋白质分析工具 AlphaFold 以及一系列其他分析技术来深入研究 SPARDA 的设置。 AlphaFold 使用机器学习根据蛋白质底层构建块的序列来预测蛋白质的 3D 形状。

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SPARDA 在诊断中的应用