美国洛克菲勒大学细菌学实验室的Modell等研究人员揭示了微生物如何快速地利用CRISPR-Cas系统来抵御即将到来的威胁（外来病原体侵入），相关文章发表于《自然》杂志。

规律成簇的间隔短回文重复序列及其相关Cas蛋白（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats and their associated Cas proteins，CRISPR-Cas）系统通过捕捉外来病毒和质粒的短链DNA序列，将这些序列整合入原核生物宿主的CRISPR基因座，从而达到抵御病毒和质粒感染的目的。这些序列（称为间隔序列）被转录成短的CRISPR 向导RNA，引导Cas核酸酶对入侵微生物基因组上的特定位点进行剪切。目前对于机体是在病毒入侵后的什么阶段需要这些间隔序列，还不太清楚。

研究人员对上述问题进行了探索研究，追踪了金黄色葡萄菌（携带II型CRISPR-Cas9系统）感染葡萄球菌噬菌体φ12的过程。研究发现，在感染噬菌体后，金黄色葡萄菌能迅速从首先注入细胞的病毒游离DNA末端获得新的间隔序列。通过对感染了突变噬菌体后获得间隔序列的分析发现，金黄色葡萄菌是在DNA注入阶段中获得大部分的间隔序列，而不是在病毒感染周期的其他阶段（例如DNA复制阶段、病毒组装阶段）产生游离DNA末端后获得的。最后，研究人员发现，细菌从早期注射的基因区域获得间隔序列，之后立即引导Cas9对病毒DNA进行剪切，相较于从后期注射区域获得的间隔序列而言，可提供更好的免疫力。该研究结果揭示，CRISPR-Cas系统利用噬菌体的生命周期来形成一种获得间隔序列的方式，从而确保成功的CRISPR免疫应答。（作者：包丽霞)

参考文献：Nature 2017;544:101-104