具有细菌和病毒新知识的潜在生物技术和健康应用

奥塔哥大学的研究旨在更好地了解细菌及其病毒如何相互作用和进化，这将使未来的研究能够利用细菌及其病毒进行潜在的生物技术和健康应用。

研究由微生物学和免疫学系的Simon Jackson博士和副教授Peter Fineran研究细菌和免疫系统的功能及其对细菌和病毒共同进化的影响的研究发表在今天的顶级科学期刊Cell上主机和微生物。

感染细菌的病毒被称为噬菌体(简称“噬菌体”)，是地球上最丰富的生物实体，影响着我们生活和全球生态系统的许多方面。

杰克逊博士说噬菌体和细菌之间的战争永远存在，许多细菌使用被称为CRISPR-Cas系统的免疫防御来保护自己。

“更多地了解噬菌体和细菌之间相互作用的研究，特别是细菌CRISPR-Cas免疫功能如何在国际上被许多突破性的生物技术应用开发，包括基因编辑，”杰克逊博士解释说。

“我们认为这一研究领域对生物技术应用具有很大希望，也可能是使用噬菌体治疗传染病的重要考虑因素。

“例如，由于噬菌体会杀死特定的细菌，它们可以作为抗生素的替代品来治疗某些传染病，甚至可以杀死抗生素抗性细菌。”

细菌适应性免疫在概念上与人类适应性免疫相似。细菌必须首先针对特定的噬菌体“接种”，这涉及细菌储存一小段病毒DNA，称为“间隔物”，用于识别和防御未来的感染。

在之前的一项研究中，研究了CRISPR-Cas系统如何获得间隔物，奥塔哥研究小组发现，细菌通常会获得“不正确”的间隔物，称为“滑动间隔物”。当时，他们不知道不正确或不精确的滑动垫片是否起作用。

分子微生物学家Fineran副教授表示，他们最初的观察结果令人惊讶，并表明这些滑动的间隔物通过刺激细菌获得针对同一噬菌体的额外间隔物来提高细菌免疫力非常有效。这种意想不到的作用增加了免疫多样性，这对于细菌保护免受快速进化的噬菌体很重要。

“几个小组之前已经确定了不准确获得或滑动的间隔物的发生。但是，之前没有人考虑过它们是否具有功能性或它们对免疫力有何影响，”Fineran副教授解释说。

“通过展示它们是功能性的并且可以为细菌提供益处，我们已经揭示了细菌和噬菌体之间进化斗争的意外复杂性。”

Fineran副教授说，如果在未来，研究人员可以确定如何首先获得免疫力，他们可能能够预防或促进免疫力的应用。

“例如，在用于生产奶酪和酸奶的乳制品行业中，细菌对噬菌体具有抗性是有益的，而如果噬菌体用作抗微生物剂，免疫力的出现将是不合需要的 - 类似于抗生素抗性。”