CRISPR係統重大進展，喜獲Cascade複合體結構圖

　　在一項新的研究中，來自美國蒙大拿州立大學、康奈爾大學和約翰霍普金斯大學的研究人員研究了細菌如何抵抗來自病毒的攻擊。相關(guan) 研究結果於(yu) 2016年2月10日在線發表在Nature期刊上，論文標題為(wei) “Structural basis for promiscuous PAM recognition in type I–E Cascade from E.coli”。蒙大拿州立大學文理學院、農(nong) 業(ye) 學院微生物學與(yu) 免疫學助理教授Blake Wiedenheft及其研究生Paul B.G. vanErp都是這篇論文的作者。

　　“與(yu) 人類一樣，細菌也會(hui) 遭受病毒感染”，Wiedenheft說，“zui近，我們(men) 發現細菌有複雜的被稱作CRISPRs(clustered regularly-interspaced short palindromic repeats，成簇的規律間隔性短回文重複序列)的免疫係統，我們(men) 的研究工作旨在了解這些免疫係統是如何工作的。”

　　多年來，科學家們(men) 就已知道細菌具有抵抗病毒入侵的能力，但認為(wei) 它們(men) 的免疫係統較為(wei) 原始。然而，zui近幾年發現的CRISPRs讓人們(men) 改變了這種觀念。

　　“CRISPRs能夠讓細菌記住之前遇到的病毒，一旦隨後再次遇到相同的病原體(ti) ，就能夠快速發起免疫反應”，Wiedenheft說，“這在概念上類似於(yu) 我們(men) 自己的免疫係統。”

　　這項研究有助理解CRISPRs如何區分自我的遺傳(chuan) 物質和病毒的DNA。如果沒有這種區分能力，那麽(me) 這種抗病毒方法會(hui) 破壞宿主細胞。

　　“[若不能區分，那麽(me) ]靶向儲(chu) 存在細菌基因組中的外源DNA將會(hui) 導致殺死細菌或者至少讓細菌患病的自身免疫反應。這項研究解釋了大腸杆菌中的這種免疫係統如何區分該細菌自身的遺傳(chuan) 物質和病毒的遺傳(chuan) 物質。”

　　“這種與(yu) 來自康奈爾大學和約翰霍普金斯大學的科學家們(men) 的合作是一個(ge) 的機會(hui) 產(chan) 生越來越多的旨在理解DNA檢測機製的論文。這種合作為(wei) 這個(ge) 領域未來的一些研究工作奠定基礎”，van Erp說。

　　為(wei) 了理解這些免疫係統如何區分“自我”的DNA和“非自我”的DNA，研究人員使用了一種被稱作X射線晶體(ti) 分析法的技術構建出大腸杆菌免疫係統的CRISPR相關(guan) 抗病毒防禦複合體(ti) (CRISPR-associated complex for antiviral defence, Cascade)識別外源DNA片段時的詳細結構圖。

　　“這些結構圖，在概念上類似於(yu) 建築施工圖，解釋了這些抗病毒防禦複合體(ti) 如何發揮作用”，Wiedenheft說，“我們(men) 如今正在試圖利用這些結構圖改造這種係統用於(yu) 大自然未曾想到的應用。”

　　理解細菌中的CRISPRs如何發揮作用有助開發一種變革性的深刻影響生物技術和醫學的新技術。在細菌中，CRISPRs結合到外源DNA上，並進行切割，從(cong) 而阻止它在細菌細胞中建立感染。Wiedenheft說，地理解這種係統如何發揮作用能夠讓科學家們(men) “改變這些DNA切割係統的用途以便在DNA上進行外科手術”。

　　他說，“如今，CRISPR係統已被用於(yu) 人細胞中，而且我們(men) 也能夠對這些係統進行編程以便切除和修複人細胞中存在缺陷的DNA。”

　　這些技術有潛力用來治療遺傳(chuan) 性疾病，如肌肉營養(yang) 不良和囊性纖維化。目前，在美國和海外，有大量的商業(ye) 資金投資於(yu) CRISPRs的應用上。

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