诺奖获得者连发Nature+Science：发现CRISPR新型“警报系统”及免疫系统“休眠武器库”

微生物和病毒的共同进化创造了涉及寡核苷酸信号的免疫机制，其机制特征与人类抗病毒系统相同。

在这些途径中，包括细菌中基于环寡核苷酸的噬菌体信号系统（CBASSs）和III型CRISPR系统，以及人类中基于环GMP-AMP合成酶刺激干扰素基因（cGAS-STING），在细胞中检测到病毒或外来遗传物质时发生寡核苷酸合成，触发抗病毒反应。

2025年10月1日，加州大学伯克利分校Jennifer A. Doudna团队在Nature 在线发表题为A miniature CRISPR–Cas10 enzyme confers immunity by inhibitory signalling的研究论文，该研究发现CRISPR相关酶mCpol合成环寡核苷酸组成部分，作为抑制毒性效应物的活性机制的一部分。基于细胞的实验表明，mCpol产生的环寡核苷酸的缺失会触发细胞死亡，阻止试图通过消耗宿主环核苷酸来逃避免疫的病毒的传播。

mCpol和2TMβ表达对大肠杆菌噬菌体感染易感性的影响（图源自Nature ）

结构和机制研究表明，mCpol是一种二腺苷酸环化酶，其产物c-di-AMP可以阻止效应蛋白2TMβ的毒性寡聚化。荧光显微镜对细胞的分析显示，缺乏mCpol可使2TMβ介导的细胞因内膜塌陷而死亡。这些发现揭示了一种针对病毒介导的免疫抑制的强大防御策略，扩大了我们对寡核苷酸在免疫中的作用的理解。

另外，2025年11月13日，加州大学伯克利分校Jennifer A. Doudna团队在Science 在线发表题为Recurrent acquisition of nuclease-protease pairs in antiviral immunity的研究论文，该研究在细菌中发现了编码一种预测的核酸酶的基因，这种核酸酶与一种胰蛋白酶样蛋白酶配对，这种酶被多个不相关的抗病毒免疫系统反复获得。细胞基础和生化分析表明，核酸酶是一种前酶，只有在其伴侣蛋白酶激活后才能切割DNA。

文章模式图（图源自Science ）

参考消息：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea8769

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09569-9