Nature | 李明/张燕团队合作揭示CRISPR-Cas调控细菌先天免疫的新范式

本文报道了李明与张燕团队在Nature上发表的研究，揭示了CRISPR-Cas系统不仅作为适应性免疫系统精准猎杀噬菌体DNA，还通过产生一类新型调控性非编码小RNA（crlRNA），对嵌入在其操纵子内部的多种先天免疫系统进行转录水平的调控。该研究背景在于细菌抗噬菌体免疫系统（如CRISPR-Cas与先天免疫系统）在基因组上防御岛成簇分布，但两者间的协同分子机制在原核生物中鲜有报道。研究目的是探究CRISPR-Cas如何调控先天免疫以实现层级免疫网络。结论指出：当CRISPR-Cas正常运作时，Cascade-crlRNA复合物结合至先天免疫系统启动子，抑制其转录以维持基础表达，协同抵御噬菌体并避免生长负担；当CRISPR系统被噬菌体anti-CRISPR蛋白破坏时，先天免疫系统爆发式表达，提供应急防御但以牺牲适应性为代价。此项研究提出了原核生物中两类免疫系统协同与守卫的理论框架，并系统鉴定了二十余种新型免疫元件，为理解免疫调控和开发噬菌体疗法提供新策略。