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微生物菌種具有很深的進化根源

來源:上海一研生物科技有限公司   2018年03月20日 15:40  

根據Sorek的說法,這些研究人員仍然并不知道這些新型微生物菌種免疫系統是如何發揮功能的,而且其中的一些系統“似乎具有令人吃驚的我們如今正在開始研究的功能。”其中的一種系統含有Toll-白細胞介素受體(Toll-Interleukin Receptor, TIR)結構域。已知TIR結構域參與動植物(包括人類)的免疫系統,是人類免疫系統的一個組成部分,甚至是植物的一部分,但是在此之前,人們并不知道它們在細菌中是否參與抗病毒防御。Sorek說,“我們的發現證實我們自身免疫系統的一些重要部分在細菌免疫機制方面具有很深的進化根源。”

其他的基因似乎是從非防御性細菌系統中“借來的”。比如,已知其中的一個基因來自于細菌中的用于游動的鞭毛。這些基因通過讓鞭毛攝入質子而給它們提供能量;在Sorek實驗室中發現的這些新型防御系統之一使用這些基因來對抗噬菌體。另一個被稱作condensin(編碼凝縮蛋白)的基因通常在細胞分裂過程中保護DNA,而且這些研究人員發現了一種使用凝縮蛋白機制中的組分的防御系統來保護細菌免受質粒---能夠寄生在細菌細胞中的微型環狀DNA---的入侵。

Sorek說,“我們成功地找到10種新型細菌防御系統的事實意味著存在更多的細菌防御系統。 我的實驗室正在繼續尋找新的防御系統,另外,我們正在開始關注幾種更有前景的防御系統以便理解它們如何發揮功能。”

Sorek說,這些新的發現是令人興奮的,這是因為微生物菌種它們提供了關于免疫系統進化和病毒與它們感染的有機體之間的永恒戰斗的新窗口。但他也認為,一些人可能尋求強有力的工具用于生物研究:“根據定義,每種免疫系統需要以一種非常具體但靈活的方式靶向入侵的因子,而且我們能夠將這種靶向能力用于生物技術目的,正如我們利用CRISPR和在它之前的限制酶所做的那樣。我們發現的這些新型系統中的任何一種都有可能是下一種基因編輯工具,或者甚至是開發更令人興奮的分子工具的基礎。”
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