新发现的细菌防御系统具有自毁按钮的功能

瓦赫宁根研究人员在一种生活在海藻上的细菌中发现了一种分子自毁机制。有了这种机制，细菌在被感染时会牺牲自己，从而保护他们的兄弟姐妹免受感染。通过重新编程这种机制，研究人员旨在将其用于诊断（自我）测试。这项研究发表在《科学》杂志上

自毁机制属于被称为CRISPR-Cas的细菌免疫系统，研究人员已经广泛研究了十多年。这种防御系统存在于大约一半的细菌中，并以各种形式存在

新发现的系统在检测到入侵病毒时会触发自毁。通常情况下，这种病毒会利用细菌作为生产工厂进行复制。这种细菌通过牺牲自身来防止疫情的爆发。微生物学副教授Raymond Staals说：“我们一直怀疑细菌可以利用这个系统牺牲自己，但现在我们有了证据。”

13年前，当Staals首次研究这一机制时，他发现这种CRISPR-Cas系统会切割RNA。这似乎不合逻辑，因为病毒会不断产生新的RNA。“我当时认为这是一个多么低效的系统，”Staals说。“这让我很不舒服。”

现在发现，RNA剪刀只是更大免疫系统中的一小步。最终，免疫系统激活酶，这些酶会不受控制地破坏重要的生物分子——RNA、DNA和蛋白质，从内到外杀死细菌

Staals说：“整个系统之所以如此迷人，是因为其中包含了检查站。”。“这可以防止细菌‘意外’按下自毁按钮。”诀窍在于分子多米诺骨牌效应和调节过程的反馈回路。当细菌检测到入侵者时，多米诺骨牌就开始倒下。然后它产生信号分子，激活其他蛋白质。这些蛋白质反过来启动“大破坏者”。

在这个过程中，细胞也会不断分解其产生的分子，从而破坏多米诺骨牌效应。只有当细菌持续识别外来RNA或DNA时，自毁过程才会进行。这样可以防止细菌因误报而自毁。Staals说：“这是一种奇怪的连锁反应，类似于人类的程序性细胞死亡（凋亡），但更简单。”

这一新发现的CRISPR-Cas系统的精度使其成为开发疾病诊断测试的理想选择。瓦赫宁根研究人员将与TNO和Staals的子公司Scope Biosciences合作，在未来几年开发诊断测试

他们的目标是创建能够同时检测多种目标（如疾病）且易于解释的测试。一名博士候选人将从三月份开始承担该项目。Staals预计到2025年将进行第一次诊断测试