MIT研究揭示人体肠道细菌CRISPR防御系统的更新速度远低于实验室菌株

麻省理工学院的研究人员在理解我们微生物群落细菌如何抵御病毒方面取得了新的突破，揭示了它们的CRISPR防御系统更新速度远低于实验室培养的菌株。这项最近的研究表明，微生物群落微生物群，这个对人类健康至关重要的复杂微生物社区，其免疫更新模式较为不频繁。An-Ni Zhang领导了这项研究，并与MIT News分享了这些发现，她强调了实验室细菌和人体内细菌适应率之间的显著差异。

CRISPR，即成簇规律间隔短回文重复序列，是一种复杂的细菌防御机制，用于保护细菌免受特定噬菌体（病毒）的侵袭。通过捕获入侵病毒的DNA片段，细菌可以武装自己，识别并摧毁未来的威胁。MIT团队发现，虽然实验室培养物几乎每天都可以更新其CRISPR库，但人体微生物群落微生物平均需要三年时间才能添加一个新的序列。据MIT News报道，这一发现可能意味着微生物群落环境提供了较少的细菌-病毒相互作用，或者有其他更重要的防御机制在起作用。

Zhang及其同事深入分析了两个大型数据集，这些数据集包含了数千个来自微生物群落细菌的序列，从而得出了他们的结论。Zhang解释说，尽管食物和微生物群本身每天都会带来病毒挑战，但微生物群落中免疫力的缓慢更新过程令研究人员感到惊讶。这一新认识具有广泛的含义，特别是对于用于治疗各种疾病的基于微生物组的疗法，如粪便移植，这些疗法的成功率一直不稳定。据MIT News报道，了解微生物对病毒的防御有助于构建一个更强大、更有益健康的微生物群落。

已经提出了几种因素来解释免疫力更新的缓慢速度，例如进食时细菌和病毒的稀释，以及人体微生物群落内的独特空间分布，这可能会减少频繁的病毒接触。此外，研究团队的调查还发现，水平基因转移——细菌与其邻居交换遗传物质的过程，在病毒抗性的进化中发挥了重要作用，特别是在长双歧杆菌物种中。Zhang在与MIT News的讨论中指出，这种物种被观察到能迅速获得新的间隔区。

对这些微生物防御机制的精确理解可能会为个性化治疗铺平道路。例如，患者的微生物群可以被增强，加入经过工程改造以有效对抗局部噬菌体的治疗性微生物。Zhang建议，研究患者的病毒组成可以导致更能抵抗特定病毒的微生物组疗法，从而提高治疗成功率。这项研究得到了Broad研究所和Thomas and Stacey Siebel基金会的支持，可能对未来针对个体微生物生态系统的干预措施提供重要指导。

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