科研人員發(fā)現(xiàn)細(xì)菌免疫新機(jī)制 揭示代謝抗感染秘密
中國(guó)藥科大學(xué)多靶標(biāo)天然藥物全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室肖易倍教授團(tuán)隊(duì)近日揭示了細(xì)菌通過(guò)代謝抵抗噬菌體感染的免疫新機(jī)制，為未來(lái)開(kāi)發(fā)相關(guān)藥物提供了思路。研究成果已在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表。
肖易倍介紹，噬菌體是一類(lèi)專(zhuān)門(mén)感染細(xì)菌的病毒。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌能夠抑制噬菌體的感染和傳播。以往認(rèn)為只有高級(jí)動(dòng)物才擁有免疫系統(tǒng)，但細(xì)菌抗病毒的機(jī)制類(lèi)似免疫系統(tǒng)，因此被稱(chēng)為“細(xì)菌免疫”。
此次研究基于CRISPR-Cas系統(tǒng)，該系統(tǒng)像剪刀一樣能將遺傳物質(zhì)從特定位置切斷。此前研究表明，細(xì)菌被噬菌體侵染后，會(huì)激活Ⅲ型CRISPR-Cas系統(tǒng)，通過(guò)切割噬菌體的遺傳物質(zhì)干擾其復(fù)制。經(jīng)過(guò)兩年多的研究，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了另一種基于ATP代謝的免疫新機(jī)制。
這種新機(jī)制通過(guò)消耗細(xì)菌體內(nèi)的能量因子ATP來(lái)阻止噬菌體的自我復(fù)制。具體來(lái)說(shuō)，ATP被代謝為具有毒性的ITP，導(dǎo)致噬菌體缺少足夠能量進(jìn)行復(fù)制，從而減緩感染進(jìn)程。同時(shí)，細(xì)菌由于缺乏能量也會(huì)進(jìn)入“冬眠”狀態(tài)。生化分析顯示，細(xì)菌體內(nèi)的一種水解酶會(huì)進(jìn)一步降解ITP，達(dá)到解毒效果。這意味著細(xì)菌在清除噬菌體后可以逐漸復(fù)蘇。
肖易倍表示，這次的新發(fā)現(xiàn)揭示了細(xì)菌免疫與代謝作用之間的內(nèi)在聯(lián)系，有助于深化對(duì)基因編輯技術(shù)的理解，并為開(kāi)發(fā)相關(guān)抗感染藥物提供了重要思路。
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