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噬菌体和CRISPR

发表时间:2022-06-09 14:48

Banfield是宏基因组学测序的先驱,也就是说,同时对一个群落中所有生物体的所有基因进行测序。当她和她的同事们重建了群落中每种生物的基因组,她们经常会发现前所未有的微生物。通过对矿井径流、间歇性喷泉、人体肠道和地下深处的微生物群落进行探索,宏基因组测序发现了如此多的新微生物,以至于生命之树必须重新设计以适应这些微生物。

在这个过程中,她发现了噬菌体的许多基因。事实上,在一些细菌中发现的CRISPR簇是一个噬菌体基因组片段的储存库,细菌不断地提醒以前的噬菌体感染,使它们能够迅速抵御随后的同一噬菌体感染。加州大学伯克利分校和维也纳大学的科学家们将这些细菌动员来攻击和切割病毒入侵者的Cas9蛋白改造成为一种强有力的工具CRISPR-CAS9,使生物学发生了革命性的变化,并使基因治疗领域焕然一新。

在对孟加拉国人肠道细菌进行测序的同时,Banfield发现了这些巨噬菌体,这是由伦敦大学学院的合作者Joanne Santini领导的一项研究的一部分,旨在探索砷污染的水对肠道菌群的影响。她重新组装了它们的整个基因组,她发现它们比在其他微生物群中遇到的噬菌体平均体型大10倍。为了适应这些噬菌体膨胀的基因组,它们的外包装,称为衣壳,比其他已知噬菌体的衣壳都要大,直径可能在200到300纳米之间。

他们还在一种细菌Prevotella中发现了一个CRISPR片段,这种细菌含有巨噬菌体DNA片段,表明巨噬菌体主要捕食Prevotella菌。Prevotella菌在吃西餐的人中并不常见,因为他们的饮食含有大量的肉、脂肪和糖,而且经测序,西餐饮食人群比非西餐和“狩猎-采集”型饮食者的肠道微生物种群小。



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