Cell新文章平息CRISPRCas長期爭議

　　我們軀體內外的每一寸都布滿細菌。事實上，人體攜帶細菌細胞的數量是人體自身細胞的10倍。許多細菌都是我們的朋友，幫助了我們消化食物和抵抗感染。但對于我們生命所依賴的這些豐富的生物體，還有很多仍有待去了解。在發布于5月7日《細胞》（Cell）雜志上的一項研究中，洛克菲勒大學的科學家們最終破解了細菌利用來保衛自身對抗入侵者的基本過程的密碼。

　　多年來，研究人員對于存在于許多細菌物種中的一種免疫系統，其運作機制相互矛盾的一些結果一直感到困惑。一些數據表明，當病毒入侵細菌細胞時，稱作為III型CRISPR-Cas的這一機制會靶向病毒的DNA，阻止它利用細菌的機器來拷貝自身及感染更多的細菌。但另外的一些實驗表明，III型CRISPR-Cas只能通過切割病毒RNA來讓病毒喪失能力。

　　洛克菲勒大學的Luciano Marraffini和Poulami Samai想把這一謎題弄個水落石出。在他們的實驗中，博士后研究員Samai測試了III型CRISPR-Cas對DNA和RNA的切割。但她添加了從前其他人沒有得到過的一個關鍵成分。她和細菌學實驗室負責人Marraffini看到， CRISPR-Cas確實切割了病毒DNA生成的RNA，但它也切割了病毒的DNA。

　　Marraffini說，這樣的雙交叉系統有一些優勢。許多的病毒整合到它們感染細胞的基因組中保持休眠狀態，不會造成損傷。事實上，這些病毒對于細菌可能是有益的，例如它們攜帶的毒素幫助了細菌促進自身生存。舉例說來，白喉毒素是由一種細菌所分泌，但編碼這一毒素的基因卻來自于一種病毒。“只有在病毒開始將它們的DNA轉錄為RNA之時才會讓它們喪失功能，通過設置這樣的要求III型CRISPR-Cas不會損及休眠病毒，使得它們可以繼續讓宿主細菌受益，”Marraffini說。

　　Marraffini說，了解微生物執行功能的機制細節對于健康和科學具有重要意義。除了在地球上有著驚人豐富的生命形式，推動了每個物種和生態系統的健康及疾病發生之外，微生物一直是徹底變革科學和醫學的大量技術工具的來源。

　　Marraffini說：“四十多年前，科學家們通過研究感染細菌的一些病毒發現了DNA切割酶，激勵開發出了一類新工具掀起了生物醫學革命。”現在，基于另一類CRISPR-Cas的新技術正在引發另一輪的革命，使得科學家們能夠以從前無法做到的方式快速、輕易地操控基因組。

　　“這確實地證明了微生物基礎生物學是非常有用的。微生物是地球上生物學一個至關重要的組成部分，了解它們的作用機制具有重要的意義。”