Cell：揭开CRISPR-Cas10的全新抗病毒免疫机制——牺牲自我，保护集体

主要观点总结

CRISPR技术自问世以来，深刻改变了基因编辑领域和生命科学的研究模式。最近发表于Cell期刊的一项研究揭示了III型CRISPR系统（CRISPR-Cas10）的抗病毒免疫机制。该研究由洛克菲勒大学Luciano A. Marraffini团队完成，描述了当细菌被噬菌体感染时，III型CRISPR系统如何激活并释放细胞毒性物质三磷酸肌苷（ITP）来提供抗病毒免疫。该研究发现还包括CRISPR相关的腺苷脱氨酶1（Cad1）的结构和功能表征，以及III型CRISPR系统的潜在应用作为病原体感染的诊断工具。

关键观点总结

关键观点1: CRISPR技术改变了基因编辑和生命科学的研究模式。

CRISPR技术脱胎于细菌/古菌中的CRISPR防御系统，例如CRISPR-Cas9和CRISPR-Cas13，能够识别并切割外来DNA或RNA序列，保护细菌免受噬菌体的侵袭。

关键观点2: III型CRISPR系统（CRISPR-Cas10）提供抗病毒免疫的新机制。

当细菌被噬菌体感染时，II型CRISPR系统被激活，释放细胞毒性物质ITP。这一机制通过产生环核苷酸激活宿主的天然免疫反应，类似于哺乳动物的先天免疫通路。

关键观点3: Cad1的结构和功能在III型CRISPR系统的抗病毒免疫中起关键作用。

Cad1是由CARF结构域与腺苷脱氨酶结构域融合的效应蛋白，能够将ATP转化为ITP，激活宿主细菌的生长阻滞，阻止噬菌体在细菌种群中的传播。

关键观点4: III型CRISPR系统的潜在应用作为病原体感染的诊断工具。

一旦在反应体系中出现ITP，就表明样本中存在病原体转录物，这一发现促进了基于RNA的体外诊断试剂盒的开发。

文章预览

撰文丨nagashi 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 CRISPR技术自问世以来，就表现出无可比拟的优势，并深刻改变了基因编辑领域乃至整个生命科学的研究模式。CRISPR技术脱胎于天然存在于细菌/古菌中的CRISPR防御系统，例如CRISPR-Cas9和 CRISPR- Cas13，这些CRISPR系统可以识别并切割外来DNA或RNA序列，从而保护细菌免受噬菌体的侵袭。 有趣的是，最近发表于 Cell 期刊上的一项研究揭示了另一种相对不为人知的CRISPR系统—— III型CRISPR系统 （CRISPR-Cas10） ，其采用一种完全不同的方式发挥抗病毒免疫以保护细菌 。 该研究由洛克菲勒大学  Luciano A. Marraffini  团队领衔完成，论文题为： The CRISPR-associated adenosine deaminase Cad1 converts ATP to ITP to provide antiviral immunity. 该研究发现， 当细菌被噬菌体感染时， I II型CRISPR系统 被激活并引发一系列分子事件，最终释放 三磷酸肌苷 （ ………………………………