令人惊讶的结果从两个独立的研究小组最近发表在《华尔街日报》细胞显示,噬菌体合力克服细菌CRISPR-based免疫防御。改进的理解噬菌体和细菌宿主之间的相互作用可以帮助推进phage-based疗法和刺激病毒研究。
作为他们的一部分生命周期查考,噬菌体的细菌,注入劫持他们的遗传物质和细菌的复制机制。保卫自己免受噬菌体攻击,许多细菌物种进化防御系统,超过一半的细菌基因组测序发现编码CRISPR-Cas“免疫系统”1、2。作为回应,许多噬菌体获得anti-CRISPR (acr这个系统)基因的产品抑制。然而,已有证据表明,一些acr的细节比其他人更有效和它们是如何部署和利用噬菌体感染期间不清楚。
抗生素耐药性是一个日益增长的关注,越来越多的关注已理解机制主导噬菌体函数以及它们的潜力作为治疗目标细菌杀死。噬菌体疗法的概念已经存在了几十年,然而有效的治疗采用这项技术仍然无法使用,这可能是部分卡拉季奇这样的知识空白。
团队的加州大学旧金山(加州大学)和埃克塞特大学都是噬菌体感染的工作吗铜绿假单胞菌(铜绿假单胞菌),革兰氏阴性细菌常与呼吸道和sepsis-related感染,尤其是在免疫功能低下的患者。铜绿假单胞菌也在这接待第一个噬菌体acr基因被确定3。
使用自然噬菌体编码多样化acr基因以及同基因的噬菌体面板中acr基因交换,加州大学旧金山分校的团队显示Acr蛋白质不能充分保护他们的噬菌体有关,这表明Acr部署和行动是一个不完美的过程。
噬菌体裂解阶段维护C抑制因子基因的删除,gp1中显示,Acr的临界浓度的蛋白质需要在单个细胞裂解复制成功。Acr蛋白可能是由多个噬菌体所以即使在一个特定的噬菌体未能复制,导致细菌细胞的Acr了免疫抑制,因此更容易成功攻击其他的噬菌体。此外,使用噬菌体有或没有CRISPR压制能力,他们证明Acr-mediated免疫抑制被要求建立溶原性。多个噬菌体之间的合作因此使他们能够克服细菌的免疫力。
同样地,埃克塞特大学的研究团队发现细菌可能保留局部免疫力Acr-encoding噬菌体,在这种情况下需要多个噬菌体之间的合作成功的细菌杀死。使用相同数量的在不同浓度的细菌噬菌体宿主细胞开始,他们显示的初始密度Acr-producing噬菌体对细菌宿主细胞决定噬菌体灭绝或放大。他们称这是流行病学的临界点,这是受到CRISPR-Cas免疫的强度和Acr活动的有效性。
作者承认实验室文化的不可避免的缺陷实验,缺乏条件,细菌数量的变化,将出现在“场”的情况。然而,数据提供有用的见解,将有助于科学家们继续梳理噬菌体机制和指导未来的工作。宏基因组分析细菌和感染噬菌体之间的相互作用的自然种群将扩大种群动态的理解和帮助理解这个合作行动的基础。
引用
1。Grissa,我。Vergnaud, G。,Pourcel c (2007)。CRISPRdb数据库和工具来显示CRISPRs和生成字典间距器和重复。BMC生物信息学8,172。
2。Makarova, K.S.狼,Y.I.Alkhnbashi,运行系统哥,F。沙,S.A.桑德斯,中华民国Barrangou, R。博朗,中华民国贝纳E。安顿下来,d.h,et al。(2015)。一个更新的进化CRISPR-Cas分类系统。Nat,启Microbiol。13日,722 - 736。
3所示。Bondy-Denomy, J。Pawluk,。麦克斯韦,K.L.那么,戴维森境(2013)。噬菌体基因灭活CRISPR / Cas细菌的免疫系统。大自然493年,429 - 432。
