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中科院團隊揭秘微生物免疫系統“暗物質”之謎

中科院團隊揭秘微生物免疫系統“暗物質”之謎

2021年04月30日 14:01 來源:中國新聞網參與互動參與互動
中科院團隊揭秘微生物免疫系統“暗物質”之謎
    CRISPR-Cas系統與CreTA毒素-抗毒素系統的互作機制。中科院微生物所 供圖 

  中新網北京4月30日電(記者 孫自法)記者從中國科學院微生物研究所(中科院微生物所)獲悉,該所研究員向華/李明團隊最新從自然界分布最廣泛的微生物適應性免疫系統CRISPR-Cas基因簇內部,發現了對CRISPR-Cas具護衛功能的RNA“暗物質”系統。

  中國科學家在微生物領域這一重大發現及科研成果論文,4月30日由國際頂級學術期刊《科學》(Science)在線發表。該項研究對基因編輯技術發展、新型藥物設計研發等有可能產生深遠影響。

CreTA保護Cascade基因簇的遺傳穩定性。中科院微生物所 供圖 中科院微生物所 供圖 攝
CreTA保護Cascade基因簇的遺傳穩定性。中科院微生物所 供圖

  中科院微生物所介紹說,向華團隊是中國最早開展CRISPR-Cas生物學研究的團隊之一,此前已在CRISPR-Cas抗病毒適應機制領域取得系統性成果。近期,向華團隊與李明團隊合作,在自然界分布最廣泛的I型CRISPR-Cas基因簇內部再次取得重大發現,首次揭示出一類從未報道過的對所偶聯的CRISPR-Cas系統具護衛功能的雙RNA毒素-抗毒素(CreTA)系統,解析了其RNA毒素的分子機制及基于CRISPR-Cas系統的RNA抗毒素的調控機制。

  該項研究發現不僅為理解CRISPR-Cas系統的穩定性維持和廣泛性分布提供了全新視角,同時還揭示出一大類在不同微生物中前所未知且功能多樣的非編碼小RNA的存在。這類前所未知且功能多樣的非編碼小RNA,曾被科學家們形象稱為基因組中的“暗物質”。

creTA在CRISPR-cas基因簇中的位置及功能分析。中科院微生物所 供圖 中科院微生物所 供圖 攝
creTA在CRISPR-cas基因簇中的位置及功能分析。中科院微生物所 供圖

  向華/李明團隊表示,后續對這些豐富多樣的微生物基因組“暗物質”的深入發掘,將進一步推動生物技術發展,包括對基因組編輯工具的完善、抗腫瘤小RNA的藥物設計、新型抗生素的研發等都或將具有重要啟發意義。

  據了解,CRISPR-Cas是一種廣泛存在于微生物中的適應性免疫系統。作為國際科學前沿,全球學界對該系統的研究,已促成迄今最高效的CRISPR-Cas9基因組編輯技術和基因檢測技術得到應用,其中,CRISPR-Cas9基因組編輯技術獲得2020年諾貝爾化學獎。(完)

【編輯:陳海峰】
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