Nature | 李明/张燕团队合作揭示CRISPR-Cas调控细菌先天免疫的新范式

该研究由中国科学院微生物研究所李明团队与密歇根大学安娜堡分校张燕团队合作，发表在Nature上，揭示了CRISPR-Cas系统在细菌中调控先天免疫的新机制。背景方面，细菌与噬菌体的长期博弈演化出多种免疫系统，包括适应性CRISPR-Cas和先天免疫系统，但两者间的协同调控机制在原核生物中鲜有报道。研究目的旨在探究CRISPR-Cas如何调控嵌入其基因簇内部的先天免疫系统。结论发现，CRISPR-Cas通过产生一类新型非编码小RNA（crlRNA），引导Cascade复合物结合至先天免疫系统的启动子区，抑制其转录，维持基础表达水平。当CRISPR-Cas被噬菌体抗CRISPR蛋白破坏时，先天免疫系统爆发式表达，以牺牲细菌生长为代价提供紧急防御。该研究提出了原核生物中适应性免疫与先天免疫协同的“守卫假说”模型，并鉴定了二十余种新型免疫元件，为理解免疫调控和开发抗噬菌体策略提供了新见解。