細菌はどのようにウイルスに対して自分自身を守るのですか？

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人間がウイルスの影響を受けやすいのと同じように、細菌には独自のウイルスがあります。 ファージとして知られるこれらのウイルスは、細菌細胞の表面に付着し、遺伝物質を注入し、細胞の酵素を使用して宿主を破壊しながら増殖させます。

ファージ攻撃から防御するために、細菌は様々な免疫系を進化させてきました。, 例えば、CRISPR-Casとして知られている免疫系を有する細菌がファージに遭遇すると、システムはファージの遺伝物質の小さな断片を捕捉することによって侵 ファージDNAの断片は、CRISPR Rnaとして知られている小分子にコピーされ、CAS複合体と呼ばれるグループを形成するために一つ以上のCasタンパク質と結合する。 この複合体は、刑事が犯罪者を識別するために指紋を使用する方法と同様に、比較のためにCRISPR RNAを運ぶ、細胞の内部をパトロールします。, 一致が見つかると、Casタンパク質は侵入する遺伝物質を切り刻み、ファージを破壊する。

CRISPR-Casシステムにはいくつかの異なるタイプがあります。 III型システムは、本質的に最も普及しており、細菌細胞に感染しようとするファージに対してほぼ侵入不可能な障壁を提供するという点でユニークです。 医学研究者は、従来の抗生物質の代替としてファージの使用を模索しているので、細菌におけるこれらの免疫応答を克服する方法を見つけることが, しかし、タイプIII CRISPR-Casシステムがこのような効果的な防御をどのように実装できるかは正確には不明のままです。

Chou-ZhengとHatoum-Aslanは、staphylococcus epidermidisと呼ばれる細菌におけるIII型CRISPR-Casシステムを研究するために遺伝的および生化学的アプローチを使用した。 実験では、PNPaseとRNase J2と呼ばれる二つの酵素が、システムによってトリガされる防御応答に重要な役割を果たしたことが示された。 PNPaseはCRISPR Rnaの生成を助け、両方の酵素はファージに侵入することから遺伝物質を破壊するのを助けるように必要とされた。,

これまでの研究では、PNPaseおよびRNase J2が細菌細胞における機械の一部であり、通常は損傷した遺伝物質を分解することが示されています。 したがって、これらの知見は、S.epidermidisのIII型ＣＲＩＳＰＲ-Ｃａｓ系が、細菌がファージからの攻撃を生き残るのを助けるために別の経路と協調するように進化したことを示 CRISPR-Cas免疫システムは、遺伝学および生物医学研究に革命をもたらし続ける様々な技術の基礎を形成してきました。, したがって、この研究は、抗生物質の代替案の探索を支援するとともに、将来的に新しい遺伝子技術の開発を促す可能性があります。