Cell子刊：细菌利用病毒潜伏期建立CRISPR

来源：生物世界 2025-03-25 09:24

在这项新研究中，研究团队证明了细菌通过利用温和噬菌体的另一种休眠（即“溶源”）生命周期来建立 CRISPR-Cas 免疫。

约翰 霍普金斯大学的研究人员在 Cell 子刊Cell Host Microbe上发表了题为：Bacteria exploit viral dormancy to establish CRISPR-Cas immunity的研究论文。

该研究表明，细菌利用病毒的潜伏期（噬菌体的溶源周期）来建立 CRISPR-Cas ，也就是说，噬菌体在将自身基因组整合至宿主菌基因组的溶源周期中，细菌安全捕获其病毒 DNA 片段作为免疫记忆。

根据噬菌体和宿主菌的关系，可将噬菌体分为两类：一类噬菌体在宿主菌细胞内迅速增殖，产生许多子代噬菌体，并最终使宿主菌细胞破裂，这类噬菌体被称为烈性噬菌体（ virulent phage）；另一类噬菌体感染宿主菌后不立即增殖，而是将自身核酸整合到宿主菌染色体中，随宿主核酸的复制而复制，并随细胞的分裂而传代，这类噬菌体被称作温和噬菌体（temperate phage），也叫做溶原性噬菌体（lysogenic phage）。

在这项新研究中，研究团队证明了细菌通过利用温和噬菌体的另一种休眠（即 溶源 ）生命周期来建立 CRISPR-Cas 免疫。

在噬菌体感染期间，进入溶源状态的细胞的免疫率显著高于发生裂解的细胞。此外，在没有外来威胁的情况下，细菌能够获得靶向染色体中潜伏噬菌体的间隔区。在这种情况下，Cas9 的自我靶向作用促进了前噬菌体（prophage）的治愈，使免疫细胞能够避免自身免疫。

在建立和维持溶源性过程中优先获取间隔区的现象，或许可以解释为何在天然细菌分离株中，大多数间隔区都靶向温和噬菌体的。

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