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神奇的免疫系统:细菌也会进行基因编辑
2016-03-03 09:42  杭州网

大肠杆菌细胞的每段基因末端都有一段奇怪的重复序列。

  不过,除了这些非常重要的实际应用之外,CRISPR还有另一点值得推敲的地方:CRISPR的发现究竟会对进化生物学起到怎样的影响呢?为这一发现感到激动的不仅仅是基因学家,还有生物学家,而我们有时候会忽略掉这一点。生物学家意识到,CRISPR说明人类和细菌抵抗感染的方式之间存在着令人意想不到的相似之处。

  我们早就知道,人类免疫系统的一部分会去“了解”之前见过的病原体,从而适应该病原体,并在将来更好地抵抗感染。人们也曾一度认为只有脊椎动物才拥有如此复杂精细的适应性免疫系统。但在发现了CRISPR之后,人们意识到,有些细菌似乎也有着自己的一套免疫方法。

  事实上,很多细菌都有自己的免疫系统。按照最新的统计结果,大约40%的细菌都有CRISPR适应性免疫系统。而在古细胞中(一类重要的单细胞微生物),CRISPR系统更加普遍,约90%的古细胞都有这一系统。如果该系统在近日的细菌细胞中已经如此普遍,那么它一定已经有数百万年、甚至数十亿年的历史了。“它显然已经存在了一定时间了。”肯特大学的达伦?格里芬(Darren Griffin)说道。

  这说明动物体内的适应性免疫系统并不像我们所想的那么独特。而且CRISPR有一个特点,使得它比我们的免疫系统还要出色—— CRISPR系统是可以遗传的。

  我们被病原体感染之后,免疫系统会从这次经历中“学习”相关知识,让我们下次与其交战时,可以更加自如地应对。这也是疫苗之所以如此高效的原因:因为它先向我们体内输送降低了毒性的病原体,即提前对免疫系统进行训练。但你的子女可无法从中获益,他们必须自己经历感染、或是接种疫苗,才能获取对抗病原体的第一手经验。

  而CRISPR系统则不是这样。当有着CRISPR系统的微生物受到病毒攻击时,此次攻击的记录就会以新的“间隔区”的形式,存储到微生物的DNA中去。当这个细胞分裂成子细胞时,这些信息就会被自动传输下去。因此即使这些子细胞从未见过对应的病毒,它们也知道如何抵抗它。

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来源:新浪科技    作者:叶子    编辑:陈俊男    

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