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来自德克萨斯大学奥斯汀分校，斯坦福大学医学院和另外两所研究机构的科学家发现，细菌具有一种能够利用新发现的核糖核酸(RNA)机制识别和破坏危险病毒的系统。它类似于捕获外源DNA的CRISPR / Cas系统。这一发现可能会导致更好的方法来阻止杀死农作物的病毒，并干扰乳制品和酸奶等乳制品的生产。
该研究于2月25日在线发表在“ 科学 ”杂志上。RNA和DNA都对生命至关重要。在人类和许多其他生物中，DNA分子充当身体的蓝图，而RNA分子充当建筑工作人员 - 阅读蓝图，建立身体和维持生命的功能。该研究小组首次发现，细菌可以从病毒等入侵者手中夺取一些RNA，并将RNA整合到自己的基因组中，将这些信息用作类似于大头照的东西。然后他们帮助细菌识别和破坏未来的危险病毒。
“这种机制在细菌中具有防御作用，”UT奥斯汀细胞与分子生物学研究所所长，该论文的共同高级作者Alan Lambowitz说。“你可以想象将它移植到其他生物体中并将其用作一种病毒检测器。”新发现的机制在细菌基因组中存储来自病毒的DNA和RNA杯子。研究人员说，从进化的角度来看，这是有道理的，因为有些病毒是基于DNA的，有些是基于RNA的。
Lambowitz说，作为下一步，研究人员可以研究如何对番茄等作物进行基因工程改造，以便他们的每个细胞都携带这种病毒检测器。然后，研究人员可以进行受控的实验室实验，在这些实验中，他们改变环境条件，看看这些变化对病原体传播的影响。
“将这些植物与它们所面临的环境相结合，无论是天然的还是涉及使用除草剂，杀虫剂或杀菌剂，都可能导致发现病原体如何进入这些植物以及可能的载体是什么，”Georg Mohr说， UT Austin的研究助理，该论文的共同第一作者。
另一种应用可能是乳制品行业，病毒通常会感染产生奶酪和酸奶的细菌，导致生产过程减慢甚至阻止其完成。目前，预防感染是复杂且昂贵的。Lambowitz和Mohr说乳制品细菌可以被设计用于记录它们的病毒相互作用并防御随后的感染。
这种基于RNA的防御机制与先前发现的称为CRISPR / Cas的机制密切相关，其中细菌捕获DNA片段并将其存储为大量射击。这种方法启发了一种新的方式来编辑几乎任何生物体的基因组，启动生物研究革命并引发专利战争，但研究人员表示他们预计这一新发现不会在这种基因中发挥作用 - 编辑。然而，用于将RNA区段整合到基因组中的酶促机制是新颖的并且具有潜在的生物技术应用。
研究人员在海洋中常见的一种叫做Marinomonas mediterranea的细菌中发现了这种新型的防御机制。它是一类叫做Gammaproteobacteria的微生物的一部分，其中包括许多人类病原体，如引起霍乱，鼠疫，肺部感染和食物中毒的病原体。
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