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微生物送来的基因剪刀

2016-03-24陈朝

时间线 2016年2期

陈朝

我们一直在尝试编辑基因,这可是所谓生物遗传的密码。

病毒这两个字,每一个都让人恐惧。它们侵入细胞,将自己的遗传物质注入其中,利用细胞内的环境复制自己,这个过程很可能导致细胞病变、死亡。但病毒并不在乎,或者说,病毒那些自私的基因并不在乎。它们唯一要做的就是复制自己,感染更多的细胞才能最大化自己的利益。

在这种战争中,另一方当然也不能示弱。比如我们人类,身体中有一套复杂的免疫系统帮助我们对抗病毒。但是,简单的细菌和古细菌自己的身体仅仅是一个单独的细胞,不像我们人类,用各种高度分化的细胞筑起了免疫的长城。果然,这些微生物在残酷的生存竞争中也不会坐以待毙。

这就要从八十年代说起了,科学家在细菌的基因中发现了奇特的重复片段,这些基因看似对细菌的生存没什么作用,却大量地存在于多种细菌和几乎所有古细菌的基因中。后来又发现,一些片段和噬菌体等病毒的基因近似,看起来,好像是病毒的基因混进了细菌的基因中。

这是一种无可奈何的基因混杂吗?毕竟这些原始的原核生物和我们不一样,缺乏细胞核等各种机制保护自己的基因。但这种有规律的基因片段恐怕不是一场生化混乱的结果。科学家从免疫的角度理解这些基因,就发现了它们神奇的作用。

原来这些基因被转录成RNA后,会和一种叫做Cas的蛋白共同作用,并能够剪切掉和自己匹配的DNA。也就是说,细菌和古细菌携带了一段本来属于病毒的DNA,这段DNA成了病毒的通缉令,一旦有病毒入侵,这些微生物就放出携带了通缉令的蛋白质,把病毒的DNA剪碎。……

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