來自德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校、斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院和其他兩家研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌具有一個可以識別及破壞危險病毒的系統(tǒng)，其利用了涉及核糖核酸（RNA）的一種新機(jī)制。它與捕獲外源DNA的CRISPR/Cas系統(tǒng)非常相似。這一研究發(fā)現(xiàn)有可能促成一些更好的方法來阻止殺死農(nóng)作物及阻礙奶酪和酸奶等乳制品生成的病毒。

這項研究在線發(fā)布在2月25日的《科學(xué)》（Science）雜志上。斯坦福大學(xué)病理學(xué)與遺傳學(xué)教授Andrew Fire，與德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校細(xì)胞與分子生物學(xué)研究所所長lan Lambowitz是這篇論文的共同資深作者。Andrew Fire因發(fā)現(xiàn)RNA干擾而共享了2006年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。

RNA和DNA對于生命至關(guān)重要。在人類及許多生物體中，DNA分子是身體的藍(lán)圖，而RNA分子則是施工者——閱讀藍(lán)圖，構(gòu)建身體并維持生命功能。

研究小組第一次發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌可以從病毒入侵者那里奪得一些RNA片段，并將這些RNA整合到自身的基因組中，利用這一信息來作為辨認(rèn)照片。在未來它們會幫助細(xì)菌識別及破壞危險的病毒。

Lambowitz說：“這一機(jī)制在細(xì)菌中發(fā)揮了防御作用。你可以想象將它移植到其他生物體內(nèi)，利用它來作為一種病毒探測器。”

新發(fā)現(xiàn)的機(jī)制將來自病毒的DNA和RNA辨認(rèn)照片儲存到了細(xì)菌的基因組中。研究人員說，從進(jìn)化的觀點(diǎn)來看這是有道理的，因為一些病毒是基于DNA，而另一些則是基于RNA。

Lambowitz說，下一步研究人員可以探討如何遺傳改造諸如西紅柿一類的作物，使得它們的每個細(xì)胞攜帶上這種病毒探測器。然后研究人員可以進(jìn)行可控的實驗室實驗，改變環(huán)境條件來觀察這些改變會對病原體的傳播造成怎樣的影響。

“組合這些植物與它們面對的環(huán)境（無論是自然的或是應(yīng)用除草劑、殺蟲劑或殺菌劑），有能促使發(fā)現(xiàn)病毒進(jìn)入到這些植物去的機(jī)制及潛在的載體是什么，”論文的共同第一作者、德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校助理研究員Georg Mohr說。

另外就是應(yīng)用于乳制品行業(yè)中，因為病毒經(jīng)常感染生產(chǎn)奶酪和酸奶的細(xì)菌，導(dǎo)致生產(chǎn)過程減慢或甚至阻止乳制品生成。當(dāng)前，阻止病毒感染的過程復(fù)雜且代價高昂。Lambowitz和Mohr說可以改造乳酸菌來記錄它們的病毒互作，并抵御繼發(fā)感染。

這一基于RNA的防御機(jī)制與以往發(fā)現(xiàn)的CRISPR/Cas密切相關(guān)，在CRISPR/Cas中細(xì)菌是奪取DNA片段并將它們作為辨認(rèn)照片儲存。這種方法已促使開發(fā)出了一種可編輯幾乎所有活體生物基因組的新途徑，發(fā)動了一場生物研究革命并引發(fā)了一場專利戰(zhàn)，研究人員說并不期待這一新發(fā)現(xiàn)將對基因編輯起作用。但利用這一酶機(jī)制來將一些RNA片段整合到基因組中十分地新奇，其具有潛在的生物技術(shù)應(yīng)用價值。

研究人員是在一種海洋常見細(xì)菌Marinomonas mediterranea中發(fā)現(xiàn)這一新防御機(jī)制的。它是一類叫做γ-變形菌綱（Gammaproteobacteria）的微生物的組成部分，γ-變形菌綱中包含許多的人類病原體，包括引起霍亂、鼠疫、肺感染和食物中毒的細(xì)菌。