Cell:反 CRISPR 噬菌体合作克服 CRISPR-Cas 免疫

2018-07-23 序说
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一项 刊登 在《Cell》的最新研究表明,感染细菌的病毒粒子可以协同工作以克服细菌的抗病毒防御。

英国埃克塞特大学 的研究人员发现,一种被称为噬菌体的病毒在面对迎面而来的攻击时,首先削弱细菌的防御力,然后再杀死细菌。

这一发现是一个关键性突破,它将有助于改善噬菌体疗法,治疗危机生命的细菌感染。

细菌有防御系统,例如众所周知的 CRISPR-Cas,以保护自身免受病毒侵袭。像军备竞赛一样,噬菌体也装备了“反 CRISPR”分子,以便中和来自细菌的防御。

埃克塞特大学的研究表明,单个病毒粒子是不能完全抵消 CRISPR-Cas 系统的,但是,如果有足够多的病毒粒子,这种“团队合作”可以让它们克服防御机制,迅速在细菌种群中建立感染。

论文第一作者 Mariann Landsberger 博士表示:“道高一尺魔高一丈,足够多的病毒粒子是它们的攻击利器。显然,病毒数量低于这个‘临界点’的话,就会导致入侵者噬菌体被细菌歼灭。”

相反,噬菌体数量如果超过“临界点”,它们就会通过同时或顺序感染与细菌结合。“关于‘临界点’的一种解释是,两个具有反 CRISPR 分子的病毒对 1 个细菌同时发起围攻,以合力钝化 CRISPR-Cas 防御,这种情况一般需要病毒数量很大,如此两个噬菌体同时感染一个细菌的可能性更大。”

研究人员发现,由于环境中存在大量病毒,细菌的“顺序感染(sequential infections)”导致了细菌种群流行病的建立。

这一过程涉及第一个病毒先入侵细菌,用它的反 CRISPR 分子阻断 CRISPR-Cas 防御,达到部分削弱细菌免疫系统的目的,但它未能成功感染细胞,最后会被残留的 CRISPR-Cas 系统剿灭。

第二个病毒随后到达,它用其反 CRISPR 分子克服残留的 CRISPR-Cas 防御,最后成功感染并杀死细菌。

文章通讯作者之一 Stineke van Houte 说:“这项研究表明,噬菌体可以协同工作杀死细菌,这对人类的噬菌体疗法意义重要,这关系到能够杀死细菌的噬菌体剂量问题。更广泛的意义是,说明病毒能以意想不到的方式进行‘团战’,当它们的数量超过临界阈值时,它将导致疾病突然爆发。”

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1 Anti-CRISPR Phages Cooperate to Overcome CRISPR-Cas Immunity 暂无下载

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