英国杜伦大学(Durham University)的一组生物科学家与利物浦大学、诺森比亚大学和新英格兰生物实验室合作进行了一项新的研究，希望利用细菌的新特征防御系统来比较人类基因组的变化。

杜伦大学的本科生也在进行这项研究，以证明细菌先天免疫的复杂工作机制。

细菌已经进化出多种防御系统来保护自己免受病毒的攻击，这些病毒被称为噬菌体。许多这样的系统已经发展成为有用的生物技术工具，例如基因编辑，即对目标DNA进行微小的改变。

研究人员证明，两种防御系统以互补的方式工作，以保护细菌免受噬菌体的伤害。

一种系统保护细菌不受噬菌体的影响，但是这些噬菌体对其DNA没有任何修饰。

另一些噬菌体可以修改它们的DNA以避免第一个防御系统。因此一个叫做BrxU的系统，能通过修饰过的DNA保护细菌免受噬菌体的伤害，从而提供了第二层防御。

研究人员构建了极其详细的BrxU三维图像，以更好地了解它是如何用修饰过的DNA保护噬菌体的。

BrxU有可能成为另一种有用的生物技术工具，因为BrxU识别的相同的DNA修饰出现在整个人类基因组中，并在癌症和神经退行性疾病中发生改变。

该研究的资深作者、杜伦大学生物科学系的副教授、李斯特研究所奖获得者蒂姆·布洛尔博士说:“能够识别修饰过的DNA至关重要，因为在人类基因组的DNA中发现了类似的修饰。”

这一额外的信息层，即“表观基因组”，随着我们的成长而改变，在癌症和神经退行性疾病的病例中也会发生变化。

“如果我们能开发BrxU作为绘制这种表观基因组的生物技术工具，它将改变我们对控制我们的生长和疾病进展的适应性信息的理解。”

该研究的主要作者大卫·皮克顿博士及其同事的研究结果发表在《Nucleic Acids Research》杂志上。

作为旨在提供以研究为主导的教学的微生物学研讨会的一部分，他们的任务是分离新的噬菌体用于研究。幸运的是，这些噬菌体不会伤害人类，但就像人类的免疫系统对感染做出反应一样，细菌也被迫进化出自己的免疫系统来保护自己免受噬菌体的伤害。

实验用的噬菌体是从威尔河、大学池塘和达勒姆周围的其他水道收集的。然后它们被用来测试大肠杆菌中的噬菌体先天免疫。

原文检索：“The phage defence island of a multidrug resistant plasmid uses both BREX and type IV restriction for complementary protection from viruses” by David picton, Yvette Luyten, Richard Morgan, Andrew Nelson, Darren Smith, David Dryden, Jay Hinton and Tim Blower, 17 October 2021, Nucleic Acids Research.
DOI: 10.1093/nar/gkab906