眾所周知,CRISPR系統本來是細菌抵抗外界病毒侵染的免疫手段,但也許未來的某一天,CRISPR技術能夠幫助人們殺傷細菌本身。通過改造噬菌體使其攜帶CRISPR操作元件,科學家們希望這一工具能夠對耐藥性細菌進行有效殺傷,并且能夠用于改造機體的微生物組。
CRISPR的全稱是“Clustered regularly interspaced short palindromic repeats”,是一段重復的回文序列。細菌利用CRISPR系統能夠抵抗噬菌體的感染。在初次感染時,被感染的細菌能夠將自身的CRISPR序列整合入噬菌體內部。在后續的感染中,細菌體內的CAS酶能夠對其進行快速地檢測以及剪切。
25年前,研究者們認識到這一系統可以用于遺傳改造,從此一項新的遺傳工程工具就誕生了。該技術在最近幾年內獲得了快速的發展,而且在HIV感染的治療中也體現出了巨大的價值。雖然不能說沒有一點風險,但CRISPR技術確實經歷了一定的變革。將其從原始細菌基因組中取出,并用于對細菌的殺傷,不得不說是十分神奇的事情。
利用噬菌體殺傷細菌已經不是新鮮的概念了,相關的臨床治療最早可追溯至1920年。這一方法之所以十分令人感興趣,原因在于其特異性遠高于抗生素:僅僅對特異性的靶標細菌進行殺傷。此外,病毒還能夠刺透黏狀的細菌外膜,從而提高其殺傷水平。
目前,許多研究機構以及生物公司都在不斷挑戰CRISPR技術的界限,包括設計特異性識別抗生素耐藥性基因的CRISPR序列, 從而對耐藥性細菌進行有效殺傷。
近年來,我們對于微生物以及環境的復雜性的認識變得逐步深化,除了細菌耐藥性的嚴重化以外,腸道微生物的多樣性也深深地影響了人類多種疾病的發生。因此,該技術的進步或許能夠幫助我們提高靶向殺傷細菌的效果。
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