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バクテリアがin vivoでバクテリオファージをどのように回避するか

in vivoでは、細菌はバクテリオファージを回避するために多様なメカニズムを進化させ、一定のウイルス攻撃に直面して生存を確保しています。これらのメカニズムには次のものが含まれます。

制限修正システム:バクテリアは、侵入ファージに固有のDNA配列を認識および切断する制限酵素を採用しています。同時に、宿主のDNAは、特定のヌクレオチドをメチル化することによって保護され、切断の免疫になります。

CRISPR-CASシステム:バクテリアは、CRISPR-CAS適応免疫システムを介して特定のファージに対する免疫を獲得できます。 CRISPRアレイには、以前のファージ感染症に由来する短い配列が含まれており、CASタンパク質が侵入ファージDNAを認識して切断するように導きます。

中絶感染:一部の細菌は、初期段階でウイルスの複製を停止する中絶感染メカニズムを採用し、感染した細胞の死につながり、子孫ファージの放出を防ぎます。

ゲノムの再編成:細菌ゲノムは、反転や削除、ウイルス複製に必要な重要なファージ付着部位または重要な遺伝子の変化など、広範な再編成を受ける可能性があります。

抗CRISPRタンパク質:バクテリオファージ自体は、CRISPR-CASシステムの機能を阻害する抗CRISPRタンパク質を生成し、宿主にうまく感染することができます。

宿主誘発性突然変異:細菌は、細胞表面のファージ受容体部位を変化させる変異を迅速に獲得し、特定のファージによる感染に耐性にします。

バイオフィルム形成:特定の細菌は、細胞外材料のマトリックスに細菌細胞を包む保護バイオフィルムを形成し、ファージ感染から保護することができます。

Prophage Integration:バクテリオファージは、ゲノムを宿主の染色体に統合することができます。この状態では、それらは休眠状態になり、もはや複製されず、他のファージによる破壊を回避します。

これらの防御メカニズムの有効性は、細菌種によって異なり、特定のファージホストの相互作用に依存します。さらに、バクテリオファージは絶えず進化しており、宿主防御を克服することができ、バクテリアとウイルスの捕食者との間の継続的な武器競争につながります。

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