成簇的规律间隔性短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeat sequences, CRISPR)是细菌用来抵抗病毒的一种基因系统.在一项新的研究中,来自美国埃默里大学的研究人员发现CRISPR参与协助一些细菌躲避哺乳动物免疫系统.相关研究结果于2013年4月14日在线发表在Nature期刊上,论文标题为"A CRISPR/Cas system mediates bacterial innate immune evasion and virulence".

    如今,在这项新的研究中,研究人员证实与一种导致兔热病的细菌和另一种导致脑膜炎的细菌亲缘关系较近的新凶手弗朗西丝菌(Francisella novicida, 简称F. novicida)需要CRISPR系统的一部分来维持传染性.在哺乳动物细胞内生长的细菌F. novicida利用CRISPR系统的一部分关闭一种细菌基因从而逃避它们的宿主利用这种基因触发的检测和破坏.

    在此之前,科学家们已发现功能丧失的CRISPR系统产生一种功能减弱的细菌菌株,从而使得免疫系统更容易识别到它.这一发现可能加快疫苗开发.但是这项新的研究也提示着在生物学中,防御性工具能够被用于躲避.

    科学家们最近因CRISPR系统能够被潜在地用于基因工程和生物技术而对它产生极大的兴趣,但是它在基因调节和躲避宿主免疫反应中所起的作用相对而言还是未知的.

    有趣的是,他发现了一个最近已被证实编码CRISPR系统中一种蛋白组分的DNA序列.但是在F. novicida感染期间,这个序列在其中发挥何种作用依然是一个谜.

    Weiss说,"基因突变在细菌中发挥着较强的影响.野生型F. novicida菌株能够杀死小鼠,但是它的突变体菌株在小鼠体内几天之后会被清除.但是为何这些细菌需要抵抗外源DNA才能导致小鼠患病？这说不通."

    在当前这项研究中,研究人员发现当F. novicida感染哺乳动物细胞时,它们需要CRISPR系统中的一个基因来关闭一种脂蛋白(细菌细胞膜上的一部分)的产生.这种脂蛋白能够激活哺乳动物免疫细胞.因此,这种细菌为了继续存活下去且不被免疫系统检测到,它们不得不阻止脂肪白产生.

    大多数编码Cas9的细菌要么是致病性的,要么就是在人体内经常发现到.我认为我们的发现将促进其他科学家们重新研究其他细菌中Cas9和CRISPR的功能继而研究它们与宿主的相互作用。

    一些链球菌和李斯特菌具有类似的CRISPR系统,但是科学家们目前还没有发现这一系统在这些细菌导致人类患病的过程中存在着任何潜在的作用.Weiss和Sampson计划进一步研究Cas9如何发挥作用而关闭中F. novicida的脂蛋白基因和Cas9是如何被激活的.