แบคทีเรียสามารถ "ฉีดวัคซีน" ต้านไวรัสได้

กลยุทธ์ของแบคทีเรียค่อนข้างน่าสนใจ: เมื่อเชื้อ Staphylococcus เห็นไวรัสก็สามารถใช้งานได้หลายอย่าง

กลยุทธ์ภูมิคุ้มกันในการตัดจีโนมโดยใช้เครื่องตัดโมเลกุล เช่น CRISPR-Cas

อย่างไรก็ตามการวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่ากลยุทธ์การป้องกันแบคทีเรียทำงานควบคู่กัน นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่ามีระดับความร่วมมือที่น่าประหลาดใจระหว่างระบบ CRISPR-Cas และกลยุทธ์การป้องกันแบคทีเรียที่สำคัญอีกประการหนึ่งที่เรียกว่าเอนไซม์จำกัด

กำลังตรวจสอบการป้องกันแบคทีเรียทั้งสองประเภทค่อนข้างนานมาแล้ว ในปี 1970 นักวิทยาศาสตร์ใช้เอ็นไซม์จำกัดเพื่อพัฒนาเครื่องมือใหม่ที่เรียกว่า DNA รีคอมบิแนนท์ ซึ่งทำให้สามารถโคลนและศึกษายีนแต่ละตัวได้ และเมื่อ 10 ปีที่แล้ว เทคโนโลยีที่อิงกับ CRISPR-Cas ได้ปฏิวัติวิทยาศาสตร์ชีวภาพโดยให้นักวิทยาศาสตร์มีวิธีแก้ไขจีโนมในเซลล์และสิ่งมีชีวิตที่มีชีวิต

อย่างไรก็ตาม ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่ากลยุทธ์ในการฆ่าเชื้อไวรัสด้วยแบคทีเรียนั้นทำงานร่วมกันได้ดีกว่าการทำทีละอย่าง เมื่อ Staphylococci ได้รับการปกป้องโดยเอ็นไซม์จำกัดเท่านั้น การป้องกันของพวกมันจะมีอายุสั้นเพราะในที่สุดไวรัสบางชนิดจะเริ่มปกป้อง DNA ของพวกมัน และหลังจากนั้นครู่หนึ่ง ตามที่การศึกษาแสดงให้เห็น แบคทีเรียที่เติบโตในจานจะเริ่มลดลง หากแบคทีเรียเข้าถึงทั้งสองระบบได้ ก็จะฟื้นตัวอย่างรวดเร็ว

ผลการศึกษาพบว่าเอนไซม์ข้อจำกัดทำหน้าที่สองอย่าง: ทำหน้าที่เป็นแนวป้องกันแรกและเตรียมวัสดุที่จำเป็นสำหรับ CRISPR-Cas เพื่อกำหนดเป้าหมายไวรัสอย่างแม่นยำ เอ็นไซม์จำกัดสามารถแยกลำดับ DNA สั้นๆ ได้ ดังนั้นแบคทีเรียจึงใช้เอนไซม์เหล่านี้ทันทีที่ไวรัสเข้าสู่เซลล์แบคทีเรีย CRISPR-Cas ซึ่งเป็นระบบที่ซับซ้อนกว่านี้จะมาในภายหลัง ส่วนต่างๆ ซึ่งก่อนหน้านี้ถูกตัดทอนโดยเอ็นไซม์จำกัด ช่วยให้เอ็นจิ้น CRISPR-Cas สร้างจุดสังเกตระดับโมเลกุลที่จำเป็นในการค้นหาไวรัสและหยุดการติดเชื้อ

“กลไกนี้คล้ายกับของเราเองการตอบสนองของภูมิคุ้มกันหลายแง่มุม Marraffini กล่าว "ซึ่งรวมถึงแนวป้องกันแรกชั่วคราวก่อนที่จะเปิดใช้งานการตอบสนองแบบปรับตัวที่สองที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น"

“มันเหมือนกับการฉีดวัคซีน” Marraffini กล่าว "เอ็นไซม์จำกัดจะตัดไวรัสชิ้นเล็กๆ ซึ่ง CRISPR จะใช้เพื่อสร้างการตอบสนองแบบปรับตัว"

ผลลัพธ์ที่ได้ไม่เพียงช่วยได้ทำความเข้าใจว่า Staphylococcus ป้องกันตัวเองจากไวรัสได้อย่างไร สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีโอกาสเตรียมพร้อมที่จะป้องกันตัวเองจากเชื้อ Staph ได้ดีขึ้น ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่รู้จักกันในด้านความสามารถในการดื้อต่อยาปฏิชีวนะ

ปีที่แล้วทีม Marraffini ค้นพบว่าแบคทีเรียใช้ระบบ CRISPR-Cas ไม่เพียงแต่เพื่อป้องกันไวรัสเท่านั้น แต่ยังพัฒนาการดื้อยาหลายชนิดอีกด้วย ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับระบบในวันหนึ่งอาจทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจัดการกับมันด้วยยาเพื่อต่อสู้กับการติดเชื้อ staph ที่ขัดต่อการรักษาอื่นๆ

อ่านเพิ่มเติม

"เจมส์ เวบบ์" ถ่ายดาราชัดสุดในประวัติศาสตร์

การพัฒนาของนักรังสีวิทยามอสโกเกี่ยวกับ AI กลายเป็นพื้นฐานของมาตรฐานของรัฐบาลกลาง

การชาร์จควอนตัมจะช่วยให้การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าทำลายสถิติอย่างรวดเร็ว