病毒合作克服細(xì)菌的免疫防御
新的研究表明,感染細(xì)菌的病毒顆粒可以共同作用來克服抗病毒防御。這種病毒被稱為噬菌體,研究表明單一類型病毒的粒子如何能夠在波浪中攻擊 - 首先削弱細(xì)菌防御,然后殺死細(xì)菌。
該研究結(jié)果是一項(xiàng)重大突破,有助于改善噬菌體治療,用于治療威脅生命的細(xì)菌感染。
細(xì)菌具有防御系統(tǒng),例如CRISPR-Cas,以保護(hù)自身免受感染它們的病毒的侵害。
像一場軍備競賽一樣,噬菌體可以抵抗這種防御,以跟上細(xì)菌的步伐,并為自己配備了被稱為“抗CRISPR”的分子。
??巳卮髮W(xué)的研究表明,單個病毒顆粒本身并不能完全抵消CRISPR-Cas,但如果足夠的顆粒一起存在,“團(tuán)隊(duì)合作”就可以克服它并在細(xì)菌群體中建立感染。
“足夠多的病毒顆??赡軙λ麄冇欣?,”第一作者,康沃爾郡??巳卮髮W(xué)Penryn校區(qū)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所的Mariann Landsberger博士說。
“似乎對病毒數(shù)量低于此'臨界點(diǎn)'的細(xì)菌進(jìn)行打擊會導(dǎo)致噬菌體入侵者滅絕。
“相反,超過'臨界點(diǎn)'的病毒量允許噬菌體通過同時或依次感染給定的細(xì)菌來接管細(xì)菌。
“觀察到的'臨界點(diǎn)'的一個解釋是,兩種具有抗CRISPR分子的病毒同時攻擊同一種細(xì)菌,從而結(jié)合力使CRISPR-Cas防御失活。
“這種情況在非常多的病毒中更可能發(fā)生,其中兩種噬菌體同時感染同一種細(xì)菌的可能性更高。”
研究人員發(fā)現(xiàn),如果環(huán)境中存在足夠數(shù)量的病毒,細(xì)菌的“連續(xù)感染”會導(dǎo)致細(xì)菌群體中出現(xiàn)流行病。
這個過程涉及第一個入侵細(xì)菌的病毒,通過阻斷一些現(xiàn)有的CRISPR-Cas防御,部分弱化細(xì)菌免疫系統(tǒng)及其抗CRISPR分子,但未能正確感染細(xì)胞,并最終被剩余的活化CRISPR破壞-Cas系統(tǒng)。
然后,第二種病毒能夠利用其抗CRISPR分子克服這些剩余的CRISPR-Cas防御,并成功感染并殺死細(xì)菌。
資深作者Stineke van Houte博士說:“這項(xiàng)工作表明,噬菌體可以共同作用,使細(xì)菌免疫系統(tǒng)失效,這對于使用噬菌體治療人類感染具有重要意義,因?yàn)槭褂玫氖删w劑量可以決定是否噬菌體能夠殺死細(xì)菌。
“更一般地說,它表明病毒可以以意想不到的方式一起工作,當(dāng)它們的數(shù)量超過臨界閾值時,它們可能導(dǎo)致突然的疾病爆發(fā)。”
發(fā)表在Cell雜志上的論文的標(biāo)題是:“抗CRISPR噬菌體合作克服CRISPR-Cas免疫”。
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