馬薩諸塞大學阿默斯特分校的研究人員最近公布了他們發現的一種制造RNA的新工藝。由此產生的 RNA 比以前的任何工藝都更純凈、更豐富，并且可能更具成本效益。這項新技術消除了通往下一代 RNA 治療藥物道路上的最大絆腳石。
與人類一樣，細菌具有各種免疫系統來抵御病毒等病原體。這些免疫系統通常會降解病原體的DNA，使其無害。瓦赫寧根大學生物化學實驗室助理教授 Daan Swarts 的研究小組發現了一種全新的免疫系統，該系統利用另一種機制來中和入侵者。研究結果發表在科學雜志《細胞》上。
在我們的身體深處，一場持續不斷的軍備競賽正在上演。一方面，病毒一直在尋找新的方法來穿透我們的細胞，另一方面，我們的身體也在不斷地想出更好的防御機制來消滅這些病毒。這就是疾病和健康通常保持平衡的方式。同樣的軍備競賽也在細菌和它們的致病“入侵者”之間展開：病毒和質粒。
在科學雜志《細胞》上發表的一篇文章中，來自 Daan Swarts 研究小組的博士候選人 Bel Koopal 描述了這場軍備競賽中的一種新防御機制。科學家們證明，一種新型的細菌“Argonaute 蛋白”在檢測到入侵的 DNA 后，會故意分解所有具有雄辯名稱煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD + ) 的分子。
短原核 Argonaute/TIR-APAZ (SPARTA) 系統的機制、功能和應用示意圖。來源：瓦赫寧根大學與研究
完全關閉細胞
Argonaute 蛋白存在于植物和人類等多細胞生物中，但也存在于細菌等單細胞生物中。這些 Argonautes 用一小段“引導RNA ”或“引導 DNA”進行編程，以找到具有相同序列的侵入性 RNA 或 DNA。在大多數情況下，入侵者通過將其切成更小、無害的碎片而被摧毀。盡管 Swarts 研究中的 Argonaute 蛋白也使用引導 RNA，但它通過一種根本不同的方法進行防御：在檢測到侵入性 DNA 后，它會通過分解 NAD +來完全關閉細胞。
受感染的細胞死亡
NAD +分子在細胞的新陳代謝中起著至關重要的作用，并保持眾所周知的引擎運轉，從而使細胞繼續存在。“沒有 NAD +，細胞最終會死亡，”斯沃茨解釋道。“這可能聽起來自相矛盾，但這正是注定要發生的事情。通過讓受感染的細胞死亡，入侵者無法繁殖或傳播到鄰近的細菌。細菌細胞被‘犧牲’以拯救其他健康的細胞。”
高級細菌
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這種免疫系統存在于不同種類的細菌中。斯沃茨對這些單細胞生物擁有如此復雜的防御機制并不感到驚訝。“人們經常低估細菌的能力，”他說。“無論細菌多么小，它們的免疫系統已經進化了數百萬年，并且變得越來越先進。他們必須這樣做，因為病毒通常也非常復雜。”
“未來，我們或許可以利用這種基因工具檢測人體疾病”
-達安·斯沃茨
Swarts、Koopal 和他們的同事進行這項研究的主要目的是為了了解 Argonaute 蛋白的機制。然而，斯沃茨認為，這些新見解也將在長期內具有實際應用。例如，研究小組證明，免疫系統可以被分離出來，然后用一條選擇的引導 RNA 重新編程。由于 NAD +降解很容易被檢測到，因此 Argonaute 蛋白可用于根據命令識別特定的 DNA 序列。“未來，我們或許可以利用這種基因工具檢測人體疾病，”斯沃茨展望未來。“但我們還沒有到那里。就目前而言，我們的動力來自一種基本的好奇心。”