发布日期：2026-04-02 13:31    点击次数：66

六十多年前，诺贝尔奖得主弗朗索瓦·雅各布和雅克·莫诺在那篇对于乳糖足下子的里程碑式论文中留住了一个接头：RNA大概不错通过碱基配对来纵脱细菌的基因活性。随后，科学界发现了卵白质转录因子，这个接头就被偷偷摈弃了。

2026年3月，刊发在《当然》杂志上的一项研究宣告：雅各布和莫诺曩昔莫得猜错。

这项由哥伦比亚大学欧文医学中心等多个机构的研究团队聚首发表的后果，揭示了一种全新的基因调控机制，dCas12f–σE系统。它的出现神气颇具戏剧性：不是被研究东谈主员在现实室里东谈主工贪图出来的，而是细菌我方进化出来的，藏在东谈主类肠谈中最普通的拟杆菌属细菌体内。

CRISPR的"剪刀"变成了"开关"

技艺会这项发现的酷爱酷爱，需要先回到CRISPR-Cas系统的基本逻辑。

大多数东谈主知谈CRISPR，是因为它是一把精确的"基因剪刀"，由带领RNA雅致定位，Cas卵白雅致切割，不错在特定位点剪断DNA。这套系统如故被科学家平淡阅兵并用于基因裁剪，是面前生物医学研究中最炙手可热的器具之一。

但dCas12f–σE系统的逻辑整个不同。研究东谈主员发现，拟杆菌属细菌中存在一类"核酸酶失活"的Cas12f同源卵白，也便是说，它的"剪刀功能"被关掉了，但RNA带领能力圆善保留。这个"残毁版"的Cas12f并莫得就此不消武之地，它转而与一种名为σE的极端σ因子联接，共同造成了一个功能性复合体，然后牵引细胞本身的转录机器，将指标基因激活。

哥伦比亚大学生弃世学和分子生物物理学素养、霍华德·休斯医学研究所研究员塞缪尔·斯特恩伯格将这个发现描写为"全新的基因调控神气"，并指出它颠覆了基因激活由卵白质-DNA识别纵脱的传统理会。

核酸酶失活的Cas12f同源物与非典型σ因子基因存在遗传关联

更令东谈主惊羡的是这套系统的职责规模。左证发表于bioRxiv的预印本详备描写，dCas12f-RNA-σE复合体驱动的基因抒发，波音体育官方网站即便在穷乏任何须要运转子基序的条目下依然能够运作，这在表面上意味着它不错激活基因组中险些任何位置的基因，唯有更换带领RNA就够了。

从肠谈微生物到抗生素竖立

这套系统在当然界中承担什么任务？研究团队初步发现，dCas12f–σE能够激活与铁、肽和碳水化合物投入细胞研究的基因，这闪现它可能匡助细菌对养分赢得进行更细致的动态调控。

但对于科学家来说，更令东谈主应承的是它的应用后劲。

斯特恩伯格现实室的生物信息学群众维甘德指出，这套系统不依赖转录因子所需的经典DNA序列基序，研究东谈主员只需改动带领RNA，就不错再行编程它去激活任何指标基因，无邪性远超现存器具。斯特恩伯格的团队如故不错同期部署多个带领RNA，在团结时辰开启多个基因。

这抗拒生素竖立来说是一个真正的收敛口。很多细菌基因组中藏有大齐能产生抗菌化合物的基因簇，但在正常条目下这些基因处于千里默情状，研究东谈主员一直苦于穷乏有用技能将其叫醒。RNA带领的转录激活系统，表面上不错同期开启这些基因簇中的扫数基因，再行激活那些长期被漠视的"潜伏通路"，从中发掘新式抗菌物资的可能性。

肠谈微生物组相同是这套系统值得探索的应用标的。拟杆菌属细菌是东谈主类肠谈中最主要的共生菌群之一，通过激活其中具有潜在调治酷爱酷爱的基因，这套系统大概能够为炎症性肠病等胃肠谈疾病提供全新的打扰料路。

至于翌日能否将雷同系统移植到哺乳动物细胞中，当今仍有较大技能阻难。但斯特恩伯格提议了一个值得护理的可能性：这类RNA带领卵白超家眷平淡散播于真核生物、真菌、虫豸和单细胞生物中，某些物种可能如故沿着疏浚的进化轨迹，自愿造成了雷同的基因激活机制，恭候被发现和愚弄。

雅各布和莫诺曩昔的接头波音体育官方网站，用了六十年才比及实证。科学的回声，偶然候便是这样漫长。

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