细菌如何抵御病毒 新的分子机器被发现

当本周的“科学”杂志出版时，新墨西哥州，蒙大拿州甚至荷兰都会出现集体欢呼，这要归功于在这些关联时期越来越多的协作努力。是的，这项研究非常精彩，如果我们幸运的话，它将在生物学，医学，生物技术和农业领域实现创新。它可以拯救生命，它发生了，因为这位科学家与那个人交谈，知道另一个人，而聪明的头脑克服了地理距离，促进了人类的理解。

“与世界各地的研究人员合作非常令人兴奋，帮助他们应用我们开发的软件和算法来观察分子机器的内部运作，”洛斯阿拉莫斯高级科学家兼实验室研究员Thomas Terwilliger说。

在这种情况下，蒙大拿州立大学的研究人员提供了细菌“分子机器”的第一个蓝图，展示了细菌免疫系统如何对抗感染它们的病毒。通过追踪细菌防御系统的工作原理，科学家们可以对抗传染病和遗传性疾病。关键是细菌基因组中重复的DNA片段称为CRISPR，用于聚集的规则间隔短回文重复序列。

细菌基因组使用CRISPR捕获并“记住”攻击病毒的身份，现在科学家已经创建了可编程分子剪刀，称为核酸酶，正在被利用来精确改变几乎任何感兴趣的细胞类型的DNA序列。

洛斯阿拉莫斯国家实验室的联系是在核酸酶的蛋白质结构分析中开发了一些非常聪明的软件，称为SOLVE / RESOLVE和PHENIX。这与洛斯阿拉莫斯直接与世界各地的结构生物学家就他们的问题进行合作的科学社区外展有关，帮助它们聚集在一起。确定核酸酶的结构是理解其功能的关键。

Los Alamos创建了用于确定蛋白质和其他大分子结构的先进算法，以及使这些算法易于用于全球数千名结构生物学家的软件。该实验室与劳伦斯伯克利国家实验室，杜克大学和剑桥大学合作创建了Phenix，这是一个用户友好且全面的软件系统，可引导用户完成确定其大分子三维结构所需的所有复杂步骤。

“使用Phenix软件的最佳部分之一就是有一个由15名研究人员组成的紧密团队，他们紧密合作，每天多次通过电子邮件发送，以使软件尽可能顺利有效地工作，”特威利格说。

“大约13,000篇科学论文使用了我们的SOLVE / RESOLVE和Phenix软件，”Terwilliger说，洛斯阿拉莫斯的研究人员在世界各地的许多研讨会上广泛地教授晶体学方法和软件技巧。通过技术转让计划，软件许可证已经产生了约3M美元的许可收入。

随着基于蒙大拿州的新研究，“未来可能无法想象的治疗方法，”该论文的高级作者，MSU微生物学和免疫学系助理教授Blake Wiedenheft说。“我们知道许多植物，动物和人类疾病的遗传基础，这些与CRISRP相关的核酸酶现在被用于研究环境中，通过外科手术去除或修复缺陷基因。”