Nature新型CRISPR样系统研究遭质疑

【字体: 时间:2016年07月11日 来源:生物通

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  今年3月,Nature杂志上的一篇论文 提出一种巨病毒:巨型拟菌病毒(mimiviruses)具有一种噬病毒体(virophage)抵抗机制——叫做巨型拟菌病毒噬病毒体抵抗元件(MIMIVIRE),类似于CRISPR系统。在发表于6月13日《Virologica Sinica》杂志上的一篇观点文章向这一观点提出了挑战。

  

生物通报道  存在于许多细菌中的CRISPR/Cas防御系统,采用了一种简单而绝妙的方法来编辑宿主基因组,已成为当下一种重要的生物学技术,促成了近期一大批的研究发现(张锋Science文章:靶向RNA的新型CRISPR系统三篇Nature文章:CRISPR研究重大进展 )。

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今年3月,法国艾克斯-马赛大学的Didier Raoult和同事们在《自然》(Nature)杂志上发表论文, 提出一种巨病毒:巨型拟菌病毒(mimiviruses)具有一种噬病毒体(virophage)抵抗机制——叫做巨型拟菌病毒噬病毒体抵抗元件(MIMIVIRE),类似于CRISPR系统(Nature重要发现:新型CRISPR样系统 )。在发表于6月13日《Virologica Sinica》杂志上的一篇观点文章中,法国科学研究中心(CNRS)的Jean-Michel Claverie和Chantal Abergel向这一观点提出了挑战。

Claverie和Abergel在他们的论文中写道:“MIMIVIRE与CRISPR-Cas没有任何相似之处,MIMIVIRE并非通过核酸识别系统来发挥功能,不大可能具有一种真正的适应性免疫系统的所有特性。”

Claverie和Abergel接着质疑了巨型拟菌病毒噬病毒体抵抗机制是否基于核酸。他们提出,在抗性巨型拟菌病毒中一些蛋白质可能干扰了噬病毒体的复制。

巨病毒是因它们的大体型及巨大的基因组而得名。它们居住在变形虫体内,自身可以被噬病毒体感染。Raoult和同事们在1992年发现了巨型拟菌病毒的拟菌病毒科(Mimiviridae),并在一个凉水塔中调查了肺炎疫情。
这些研究人员最初误当作是细菌的物质实际上是病毒。

为了验证他们的假设,即巨型拟菌病毒具有与细菌中CRISPR/Cas系统相似的一种防御机制,Raoult和同事们对45种新的拟菌病毒株进行了DNA测序。研究人员随后在60个拟菌病毒基因组中寻找了与感染某些拟菌病毒株(B和C谱系)的噬病毒体Zamilon相匹配的序列。这种病毒的A谱系毒株抵抗Zamilon,Raoult研究小组发现其包含一个重复的Zamilon序列,他们将之命名为MIMIVIRE。当研究人员沉默这一重复序列时,它使得病毒容易受到噬病毒体感染。

但Claverie和Abergel认为,拟菌病毒防御机制一点也不像CRISPR。首先,拟菌病毒基因组和噬病毒体复制发生在同一位置,“使得不大可能获得一种基于核酸的免疫。”第二,CRISPR代表的是成簇规律间隔短回文重复序列,而MIMIVIRE序列“既非规律间隔,两侧也没有可识别的重复序列。”最后,相应的Zamilon序列缺乏前间区序列邻近基序(PAM)——细菌宿主通常利用这些序列来区别病原体DNA和它们自身的DNA。

Raoult说:“它当然不是CRISPR。这是一个类比,而非同源关系。”

其他一些未参与该研究的病毒学家也附和了Claverie和Abergel的批评。

洛克菲勒大学的Luciano Marraffini说:“尽管MIMIVIRE表面上是作为一种抗噬病毒体系统发挥作用,它似乎缺乏CRISPR-Cas的某些标志性特征,例如存在用短病毒序列间隔的、确定的重复序列阵列,及利用小RNA引导。”

北卡罗来纳州立大学的Rodolphe Barrangou表示赞同,他认为说MIMIVIRE系统类似于CRISPR“太离谱”。

来自研究论坛PubPeer的一位匿名皮论者,最初还对这篇论文提出了另一种批评:在Raoult及其同事的研究中明显缺乏被沉默RNA对照,以排除这种可能性:观察到没有噬病毒体感染,只是因为巨型拟菌病毒未复制所致。

Barrangou说:“没有CRISPR和Cas,与MIMIVIRE的相似性最多是偶然的。我喜欢思想开放的科学家,但他们不应该只延展他们的想象力。”

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文索引:

J.M. Claverie and C. Abergel, “CRISPR-Cas-like system in giant viruses: why MIMIVIRE is not likely to be an adaptive immune system,” Virologica Sinica, doi:10.1007/s12250-016-3801-x, 2016.

A. Levasseur et al, “MIMIVIRE is a defense system in mimivirus that confers resistance to virophage,” Nature, doi:10.1038/nature17146, 2016.

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