哥本哈根大學的微生物學家 Rafael Pinilla-Redondo
提供者: Rafael Pinilla-Redondo
近年來，CRISPR 技術尤其是基因編輯剪刀技術的發展風靡全球。事實上，科學家們已經學會了如何在生物技術和製藥工業等領域利用這些聰明的自然系統。
哥本哈根大學的最新研究表明，我們並不是第一個發現利用 CRISPR 技術並獲益的人。 顯然，原始的寄生生物已經這樣做了幾百萬年了。
研究人員研究了在自然界中發現的六種 CRISPR-Cas 系統中描述最少、最神秘的一種——IV 型 CRISPR-Cas。在這裡，他們發現了與其他系統完全不同的特徵。
新定義 CRISPR
“直到最近，CRISPR-Cas 還被認為是細菌用來保護自己免受病毒等入侵的防禦系統，就像我們自身的免疫系統保護我們一樣。然而，CRISPR 似乎是一種工具，可以被不同的生物實體用於不同的目的，”領導這項研究的28歲的Rafael Pinilla-Redondo說，他是加州大學舊金山分校生物系的博士。
其中一種生物實體是質粒（一種小的DNA分子），它們的行為通常像寄生蟲，像病毒一樣，需要宿主細菌才能存活。
“在這裡我們發現的證據表明，某些質粒使用 IV 型 CRISPR-Cas 系統來對抗競爭同一細菌宿主的其他質粒。這是值得注意的，因為在此過程中，質粒已經設法改變了系統。
CRISPR不是保護細菌免受寄主的侵害，而是被用來執行另一項任務，” Pinilla-Redondo補充道。“這類似於一些鳥類如何在樹上爭奪最佳築巢地，或寄居蟹如何爭奪貝殼的所有權。”
“一個令人羞愧的認識”
原來認為CRISPR-Cas系統在細菌中只是充當免疫系統，這項研究的發現對原來的觀點提出的挑戰。Rafael Pinilla-Redondo認為，這一發現提供了一些額外的視角:
我們人類只是在最近才開始利用大自然的CRISPR-Cas系統，但事實證明，我們並不是第一個這樣做。這些“原始寄生蟲”在數百萬年了已經開始使用CRISPR-Cas系統，遠遠早於人類。這是一個非常令人羞愧的認識"
我們能用它做什麼？
研究人員推測，這些系統可以用來對抗人類面臨的最大威脅之一: 耐多種藥物的細菌。每年有成千上萬的人死於 MDR 細菌。
細菌通過獲得使它們對抗生素治療產生耐藥性的基因而對抗生素產生耐藥性。這種情況經常發生在
質粒將耐藥基因從一個細菌轉移到另一個細菌時。“由於這個系統似乎已經進化到專門攻擊質粒，我們似乎可以將其用於對抗攜帶抗生素耐藥基因的質粒。這是可以實現的，因為有可能對 CRISPR 進行編程，以達到人們想要的目標。” Pinilla-Redondo說。
Rafael Pinilla-Redondo et al, Type IV CRISPR–Cas systems are highly diverse and involved in competition between plasmids, Nucleic Acids Research (2019). DOI: 10.1093/nar/gkz1197
https://academic.oup.com/nar/article/48/4/2000/5687823
https://phys.org/news/2020-03-humans-repurpose-crispr.html
作者單位：University of Copenhagen
譯文校稿：LuLu
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