Broad研究員的CRISPR技術(shù)先鋒張鋒，與美國國立健康研究院Eugene V. Koonin研究員合作發(fā)表了一篇綜述。在文中他們指出，CRISPR-Cas的盛行主要是因為其在基因組編輯與調(diào)控中可以作為新一代的研究工具，但是CRISPR-Cas系統(tǒng)本身也令人著迷，尤其是作為一種獨特的免疫系統(tǒng)機(jī)制，可以說，CRISPR-Cas功能中最絢爛的部分就是它是唯一一種已知的，攜帶可遺傳基因組記憶的獲得性免疫系統(tǒng)，即拉馬克理論中獲得性性狀遺傳機(jī)制。

幾乎所有的細(xì)胞生命形式都有多種抗擊寄生生物的防御系統(tǒng)，比如改變自身遺傳組成，阻擋寄生生物入侵，天然免疫系統(tǒng)，獲得性免疫系統(tǒng)，還有就是程序性死亡（programmed cell death，PCD）。CRISPR頁方式一種細(xì)菌的防御系統(tǒng)，這一全稱為規(guī)律成簇的間隔短回文重復(fù)（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）的結(jié)構(gòu)與內(nèi)切酶Cas9一道，幫助細(xì)菌組成防御系統(tǒng)對抗外來侵略者，也就是說CRISPR-Cas9能夠在引導(dǎo)RNA的指引下，靶標(biāo)并切割入侵者的遺傳物質(zhì)。

近期Broad研究員的CRISPR技術(shù)先鋒張鋒，與美國國立健康研究院Eugene V. Koonin研究員合作發(fā)表了一篇綜述：Coupling immunity and programmed cell suicide in prokaryotes： Life-or-death choices。在文中他們指出，CRISPR-Cas的盛行主要是因為其在基因組編輯與調(diào)控中可以作為新一代的研究工具，但是CRISPR-Cas系統(tǒng)本身也令人著迷，尤其是作為一種獨特的免疫系統(tǒng)機(jī)制，可以說，CRISPR-Cas功能中最絢爛的部分就是它是唯一一種已知的，攜帶可遺傳基因組記憶的獲得性免疫系統(tǒng)，即拉馬克理論中獲得性性狀遺傳機(jī)制。

同時CRISPR-Cas系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)也刺激了原核生物防御系統(tǒng)的研究，在這個過程中，免疫力與程序性死亡之間千絲萬縷的關(guān)系變得更為明確了，從而這兩種防御系統(tǒng)之間的功能偶聯(lián)關(guān)系理論也逐漸形成。這篇綜述就主要探討了這兩者之間的關(guān)聯(lián)，并從目前的研究發(fā)現(xiàn)出發(fā)，介紹了一些防御系統(tǒng)，免疫力與程序性死亡的有限融合。

2015年，張鋒研究組在Molecular Cell雜志上公布了新的CRISPR-Cas基因組編輯系統(tǒng)（詳情），他們采用了一種新生物信息學(xué)方法發(fā)現(xiàn)了被命名為C2c1、C2c2和C2c3的新蛋白，這些蛋白系統(tǒng)具有自身一些獨特的性質(zhì)，并在之后的研究中鑒別并確定了能夠靶向和降解RNA的一種RNA引導(dǎo)酶——C2c2的功能特征（詳情）。

研究組成員將這些新系統(tǒng)定義為第6類CRISPR-Cas 系統(tǒng)（VI CRISPR-Cas systems），這一系統(tǒng)具有雙重免疫力-自殺功能，比如說C2c2這一種第一個確定只靶向RNA的自然CRISPR系統(tǒng)，能幫助保護(hù)細(xì)菌對抗了病毒感染，研究人員指出C2c2揭示出了細(xì)菌利用來防御病毒的一個全新生物機(jī)制，這也是研究防御系統(tǒng)融合的一個新材料。

目前CRISPR-Cas系統(tǒng)可分為兩個不同的種類，每種包含三大類型和多個亞型。結(jié)合生物化學(xué)與分子遺傳學(xué)大大推動了揭示不同CRISPR-Cas類型許多獨特的特征。此外，結(jié)構(gòu)分析和單分子研究進(jìn)一步增進(jìn)了我們對CRISPR-Cas功能分子基礎(chǔ)的認(rèn)識。但是我們對CRISPR-Cas系統(tǒng)的認(rèn)識還有許多問題有待揭示，比如對于近期發(fā)現(xiàn)并確定了新CRISPR-Cas類型的特征表明，以我們當(dāng)前的知識來預(yù)測親緣關(guān)系遙遠(yuǎn)的CRISPR-Cas變體的功能細(xì)節(jié)能力還相對有限。因此，需要徹底地剖析新發(fā)現(xiàn)的CRISPR-Cas系統(tǒng)認(rèn)識它們的生物學(xué)作用，揭示它們的分子機(jī)制，利用它們的潛能來開發(fā)生物技術(shù)。

(生物谷Bioon.com)

原文標(biāo)題【Coupling immunity and programmed cell suicide in prokaryotes： Life-or-death choices】