跳动城乡网瓦赫宁根研究人员在海藻上生活的细菌中发现了分子自毁机制。通过这种机制，细菌在被感染时会牺牲自己，从而保护它们的兄弟姐妹免受感染。通过重新编程该机制，研究人员旨在将其用于诊断(自)测试。该研究发表在《科学》杂志上。
这种自毁机制属于被称为CRISPR-Cas的细菌免疫系统，研究人员十多年来一直在广泛研究该系统。这种防御系统存在于大约一半的细菌中，并且以各种形式存在。
新发现的系统在检测到入侵病时会触发自毁。通常，这种病会利用细菌作为生产工厂进行复制。通过牺牲自己，细菌可以防止疫情爆发。“我们一直怀疑细菌可能会利用这个系统牺牲自己，但现在我们有证据，”微生物学副教授雷蒙德·斯塔尔斯说。
脱落成碎片
当病将其遗传物质注入细菌时，免疫系统就会发出报。“海洋细菌的这种特殊的免疫系统能够将病的DNA或RNA与其自身的遗传物质区分开来，”斯塔尔斯解释道。
13年前，当Staals首次研究这一机制时，他发现这种CRISPR-Cas系统可以切割RNA。这似乎不合逻辑，因为病不断产生新的RNA。“我当时想，这是一个多么低效的系统啊，”斯塔尔斯说。“这让我很不舒服。”
现在事实证明，RNA剪刀只是更大的免疫系统中的一小步。最终，免疫系统激活酶，不受控制地破坏重要的生物分子——RNA、DNA和蛋白质，从内到外杀细菌。
检查站
“让整个系统如此迷人的是其中的检查站，”斯塔尔斯说。“这可以防止细菌&luo;意外&ruo;按下自毁按钮。”诀窍在于分子多米诺骨牌效应和调节过程的反馈回路。当细菌检测到入侵者时，多米诺骨牌开始倒下。然后它产生激活其他蛋白质的信号分子。这些蛋白质反过来又开启了“大毁灭者”。
在此过程中，细胞还不断分解其产生的分子，从而破坏多米诺骨牌效应。只有当细菌持续识别外来RNA或DNA时，自毁过程才会进行。这可以防止细菌因误报而自毁。“这是一种奇怪的连锁反应，类似于人类程序性细胞亡(细胞凋亡)，但更简单，”斯塔尔斯说。
这种新发现的CRISPR-Cas系统的精确度使其成为开发疾病诊断测试的理想选择。瓦赫宁根研究人员将与TNO和Staals的衍生公司ScopeBiosciences合作，在未来几年致力于开发诊断测试。
他们的目标是创建能够同时检测多个目标(例如疾病)并且易于解释的测试。博士学位候选人将从三月份开始承担该项目。Staals预计到2025年将获得第一个诊断测试。
