《自然》《科学》两篇文章聚焦细菌学研究

　　

生物通报道：3月第三周出版的《Nature》和《Science》杂志上分别刊登了来自不同研究小组细菌相关成果“自我催化”“向外借力”的研究成果，其中一项研究发现大型梭菌类细胞毒素的分解是一个自催化过程，可以作为治疗性药物的靶标，另一项研究则发现细菌能从威胁它们的病毒上借遗传序列并将其结合到自己的基因组中，从而试图躲避病毒未来的进攻。

原文摘要：
Nature 446, 415-419 (22 March 2007) | 
doi:10.1038/nature05622; Received 13 December 2006; Accepted 25 January 2007
Autocatalytic cleavage of Clostridium difficile toxin B [Abstract]

Science 23 March 2007:
Vol. 315. no. 5819, pp. 1709 - 1712 DOI: 10.1126/science.1138140
CRISPR Provides Acquired Resistance Against Viruses in Prokaryotes [Abstract]

在第一篇研究中，来自德国古滕贝格大学(Johannes Gutenberg-Universität Mainz)医用微生物与健康研究院（Institut für medizinische Mikrobiologie and Hygiene），免疫学研究院（Institut für Immunologie）等处的研究人员在对艰难梭菌（Clostridium difficile）的研究中发现除了毒素B（toxin B）以外，其它大型梭菌的细胞毒素的分解过程是一个自我催化过程：即这种毒素可以通过自身激发，由宿主纤维醇磷酸酯共因子诱发。这是首次发现的细胞毒素利用诱发自催化的真核信号将其毒素位点传递到靶细胞细胞质中。

艰难梭菌是人类肠道中的正常菌群，使用抗菌药物后可导致该菌过度生长。1978年起认识到艰难梭菌与抗生素相关性腹泻有关，随着广谱抗菌药物的广泛应用，全球范围内艰难梭菌相关性腹泻(Clostridium difficile as sociated diarrhea,CDAD)的发生率不断增高，并且其流行株出现基因变异，产生毒素的能力增加，患者病死率增高，引起医学界的重视。这篇文章提出了这些梭菌类细胞毒素的分解是一个自我催化的过程，因而可以考虑将这一过程作为靶标研发治疗性药物。

在第二篇文章中，来自美国Danisco USA Inc，加拿大拉瓦尔大学（Université Laval）细菌病毒Félix d'Hérelle研究中心（Félix d'Hérelle Reference Center for Bacterial Viruses）等处的研究人员发现一种串联重复序列：Clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR可以帮助细菌从威胁它们的病毒上借遗传序列并将其结合到自己的基因组中，从而试图躲避病毒未来的进攻。

CRISPR序列主要存在于古细菌和细菌中，是一种重复遗传序列，在之前的研究中，有科学家提出这一序列与原核生物的“沉默机制”相关，详细内容见重要研究进展：原核生物的RNA沉默系统。

在这篇研究报告中，研究人员发现在受到病毒威胁之后，细菌会整合这些噬菌体上基因组的序列，进行删除或者添加特殊的间隔区，从而修改细胞的抗噬菌体表型，这样就能使得细菌对病毒变异，研究人员认为这可能是通过沉默病毒基因的表达来完成的。

这两项细菌相关研究都提醒着我们，对于细菌这一构建简单的生物我们了解得还不够，原核生物与真核生物的区别进化还需要我们更深入的研究。
（生物通：张迪 责编：王蕾）