バクテリオファージ（ファージ）は、細菌内に感染して複製するウイルスです。ファージは環境に豊富であり、細菌集団の調節に重要な役割を果たします。細菌は、ファージ感染から身を守るためにさまざまな防御メカニズムを進化させています。最近発見された防御メカニズムには、CRISPR-CASシステムの使用が含まれます。
2。 CRISPR-CASシステム
CRISPR-CASシステムは、細菌と古細菌に見られる適応免疫システムです。これらのシステムは、外来核酸を標的にして破壊することにより、ファージ感染に対する保護を提供します。 CRISPR-CASシステムは、CRISPRアレイとCASタンパク質の2つの主要なコンポーネントで構成されています。
- CRISPRアレイ 一意のスペーサーシーケンスが散在する短い繰り返しシーケンスが含まれています。これらのスペーサーシーケンスは、以前のファージ感染症に由来し、ファージとの過去の出会いの記録として機能します。
- CASタンパク質 外来核酸を認識して切断する責任があります。ファージが細菌に感染すると、CASタンパク質はCRISPRアレイのスペーサー配列を使用してファージのDNAに導きます。その後、CASタンパク質はファージのDNAを切断し、ファージが複製して拡大するのを防ぎます。
3。ファージ抵抗の発達
CRISPR-CASシステムを介したファージ抵抗の開発には、次の手順が含まれます。
1。初期感染： ファージは細菌に感染し、複製し始めます。
2。 CRISPR適応： 細菌は、ファージのDNAからの短いシーケンスを認識し、捕捉します。このシーケンスは、新しいスペーサーとしてCRISPRアレイに統合されています。
3。 CASタンパク質発現： 同様のDNAを伴うファージによるその後の感染の後、CRISPR-CASシステムが活性化され、CASタンパク質が発現します。
4。ターゲット認識： CASタンパク質は、CRISPRアレイのスペーサー配列を使用して、ファージのDNAを識別して結合します。
5。 DNA切断： CASタンパク質は、特定の部位でファージのDNAを切断し、ファージの複製を混乱させ、感染を予防します。
4。意味と重要性
CRISPR-CASシステムを介したファージ耐性の発達は、ファージ療法の分野に大きな意味を持ち、ファージを利用して細菌感染を制御します。 CRISPR-CASシステムは、ファージが細菌に感染して殺害するのを防ぐことにより、ファージ療法の有効性を制限できます。バクテリアがCRISPR-CASシステムを使用する方法を理解することは、研究者がこの耐性を克服するための戦略を開発し、ファージ療法の有効性を改善するのに役立ちます。
