研究人員發(fā)現(xiàn)，一種感染主要淡水細(xì)菌的病毒使用“偷來(lái)”的CRISPR劫持宿主的免疫系統(tǒng)。這種病毒黑客在控制宿主免疫系統(tǒng)之后，迅速給系統(tǒng)打上補(bǔ)丁，以確保其他黑客無(wú)法闖入。
細(xì)菌一直在與病毒或入侵核酸進(jìn)行斗爭(zhēng)，為此它們演化出了多種防御機(jī)制，CRISPR-Cas適應(yīng)性免疫系統(tǒng)就是其中之一。規(guī)律成簇的間隔短回文重復(fù)CRISPR與內(nèi)切酶Cas的組合，可以在引導(dǎo)RNA的指引下，靶標(biāo)并切割入侵者的遺傳物質(zhì)。2012年研究者們利用這一特點(diǎn)，將CRISPR系統(tǒng)發(fā)展成了強(qiáng)大的基因組編輯工具。該系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單而且擴(kuò)展性強(qiáng)，很快便成為了生物學(xué)領(lǐng)域的香餑餑。
研究人員發(fā)現(xiàn)感染藍(lán)藻的噬藻體N1編碼CRISPR序列，這段序列與藍(lán)藻本身的CRISPR系統(tǒng)非常相似。研究指出，噬藻體N1與藍(lán)藻經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的共同進(jìn)化，它們?cè)谶@一過(guò)程中偷取了CRISPR片段，并利用這種序列讓自己感染的藍(lán)藻抵抗其他噬菌體。
一個(gè)研究小組證實(shí)，不同細(xì)菌會(huì)編碼一些阻斷CRISPR-Cas活性的蛋白。他們之前就發(fā)現(xiàn)了9個(gè)抗CRISPR的蛋白編碼基因，現(xiàn)在又鑒定了5個(gè)新的抗CRISPR基因。這項(xiàng)研究指出，抗CRISPR蛋白或許會(huì)成為有用的實(shí)驗(yàn)工具。
細(xì)菌的Cas1-Cas2蛋白復(fù)合體會(huì)捕獲30–40bp的外源DNA，將它們整合到CRISPR的間隔區(qū)，形成自己的免疫記憶。如果這種外源DNA再次入侵，細(xì)菌就能夠及時(shí)將其剪切，從而保護(hù)自身安全。加州大學(xué)伯克利分校的研究團(tuán)隊(duì)前不久在Molecular Cell雜志上發(fā)表文章，揭示了CRISPR介導(dǎo)免疫記憶的一個(gè)重要機(jī)制。
艾滋病在世界范圍內(nèi)廣泛傳播，嚴(yán)重威脅著人類健康和社會(huì)發(fā)展，一直受到人們的高度重視。HIV-1是引起艾滋病的主要病原體。研究人員使用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，成功從活體動(dòng)物基因組中切除了HIV-1 DNA。這一突破性研究是通過(guò)基因編輯治療HIV的關(guān)鍵一步。
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