有时，我读到一篇新闻报道，它几乎颠覆了我脑海中整个教学体系。
以病毒颗粒窃取并重新利用细菌的免疫系统，并将其用于攻击细菌的发现为例。我的第一个想法是：“天哪，细菌有适应性免疫系统？！” 然后我回想起几年前读到过相关内容（我显然很快就忘了，因为我并不密切关注那个特定领域）。我的第二个想法是：“病毒当然会利用这一点——那些混蛋会利用诱变和基因盗窃提供的所有漏洞。”
本周发表在《自然》杂志上的这一现象是由 Kimberly Seed 及其同事发现的，当时他们研究的是通常感染并杀死引起霍乱的细菌霍乱弧菌的噬菌体。在查看样本时，他们注意到噬菌体的基因组中包含某些特定细菌才有的基因组元件，称为 CRISPR-Cas，而这些基因组元件最近被发现是有效抵抗噬菌体感染的适应性免疫的基础。为了测试该免疫系统是否帮助噬菌体感染更多的霍乱弧菌，他们首先尝试使用不含被窃取的 CRISPR-Cas 基因的噬菌体来感染细菌。这些噬菌体未能成功。但是，当研究人员将增强了免疫系统的噬菌体添加到霍乱细菌样本中时，噬菌体成功感染并杀死了细菌。噬菌体通过靶向通常会抑制噬菌体感染细胞的细菌基因来实现这一点。没有这种防御，细菌会迅速充满病毒颗粒的副本并爆炸。
重要的是要记住，细菌的适应性免疫系统远不如我们的复杂。哺乳动物系统使用小分子（补体系统）、巨大的蛋白质（免疫球蛋白）和笨拙的食细胞（白细胞）来保持我们免受污垢侵害。CRISPR-Cas 系统基本上是一系列 DNA 重复序列，中间夹杂着 DNA 间隔序列（CRISPR 部分），并与某些类别的蛋白质基因（Cas 部分）紧密相关。Cas 蛋白看起来和行为非常像核酸酶、解旋酶等——基本上是能够与核酸相互作用的蛋白质。由于核酸的注入是病毒劫持细胞的方式，因此拥有一个专门识别然后咀嚼这些分子的蛋白质的内源性来源，将有助于抵抗病毒入侵者。
该免疫系统工作的过程非常复杂，我在这里就不详述了。上面的图示提供了一个简要的概述。
最后一点：病毒无法从零开始构建自己的免疫系统——它们必须窃取 CRISPR-Cas 基因。这也好——我不想它们进化出免疫系统，就像我不想它们进化出意识一样。话虽如此，我很好奇细菌能否进化出自己的防御机制来对抗这种最新的病毒威胁。
