ฟาจไม่ได้ทำลายจุลินทรีย์ที่พวกมันบุกรุกเสมอไป หลายคนมีสองสถานะ: พวกมันสามารถเลือกระบบการสร้างโปรตีน RNA และ DNA ของเซลล์เพื่อผลิตตัวเองจำนวนมากขึ้น ในสิ่งที่เรียกว่าวัฏจักร “lytic” ซึ่งท้ายที่สุดก็ฆ่าเซลล์ หรือพวกเขาสามารถแทรกสารพันธุกรรมของพวกเขาลงในโครโมโซมโฮสต์เพื่อคัดลอกทุกครั้งที่เซลล์แบ่งตัวในวงจร “lysogenic” สารพันธุกรรมที่รวมอยู่ในบางครั้งอาจเป็นประโยชน์ต่อแบคทีเรีย
เหนือกว่าการป้องกัน
สิ่งหนึ่งที่ชัดเจนมากเกี่ยวกับระบบ CRISPR: พวกมันทำให้งงงวยในหลาย ๆ ด้าน สำหรับการเริ่มต้น สเปเซอร์ในจุลินทรีย์ควรสะท้อนเรื่องราวเฉพาะของฟาจที่พบ คุณคิดว่าจะมีสายเลือดท้องถิ่น แบคทีเรียที่สุ่มตัวอย่างในฝรั่งเศสจะมีกลุ่มตัวเว้นระยะที่แตกต่างจากแบคทีเรียที่สุ่มตัวอย่างในอาร์เจนตินา นี่ไม่ใช่สิ่งที่นักวิจัยมักจะเห็น
เอา ตัวร้ายP. aeruginosa Rachel Whitaker นักชีววิทยาด้านจุลินทรีย์จากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign ศึกษา ตัวอย่าง Pseudomonasที่รวบรวมจากผู้ที่เป็นโรคซิสติกไฟโบรซิสซึ่งปอดติดเชื้อเรื้อรัง เธอไม่พบสัญญาณว่าผู้ป่วยสองรายที่อาศัยอยู่ใกล้กันมีP. aeruginosa CRISPR ที่คล้ายกันมากกว่าผู้ป่วยสองรายที่อยู่ห่างกันหลายพันไมล์ ทว่าแน่นอนว่าใครๆ ก็คาดหวังว่า CRISPR ใกล้เคียงจะใกล้เคียงกันมากขึ้น เพราะPseudomonasจะพบกับฟาจที่คล้ายคลึงกัน “มันแปลกมาก” วิเทเกอร์กล่าว
คนอื่นได้เห็นสิ่งเดียวกันนี้ในแบคทีเรียที่ชอบความร้อนซึ่งสุ่มตัวอย่างจากบ่อน้ำพุร้อนที่อยู่ห่างไกลออกไป Konstantin Severinov ผู้ศึกษาระบบ CRISPR ที่ Rutgers University ใน New Brunswick รัฐนิวเจอร์ซี ระบุว่า ราวกับว่านักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจจริงๆ ว่าแบคทีเรียแพร่กระจายไปทั่วโลกได้อย่างไร อาจส่งผลกระทบรุนแรงจากทางไกลทางอากาศหรือลม
ผู้บุกรุกด้วยผลประโยชน์
NIAID/FLICKR (CC BY 2.0); Y_TAMBE/WIKIMEDIA COMMONS (CC BY-SA 3.0)
บางครั้งมีรางวัลเมื่อ DNA แปลกปลอมเข้าไปในเซลล์ ความสามารถในการหลบเลี่ยงยาปฏิชีวนะและต้านทานโลหะหนักนั้นถูกโยงไปถึงยีนจากฟาจ พลาสมิด และองค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้
Staphylococcus aureus (บนซ้าย), เชื้อ Salmonella typhimuriumและแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคอื่น ๆ ได้กลายเป็นดื้อต่อยาปฏิชีวนะด้วยความช่วยเหลือของยีนต้านทานบนพลาสมิด องค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้ และ DNA ของฟาจ ยีนหลายตัวมักถูกถ่ายทอดเข้าด้วยกัน
Escherichia coli O157:H7 มีสารพิษจากชิกะ ของขวัญจากดีเอ็นเอของฟาจ รวมถึงลักษณะอื่นๆ ที่นำเข้ามาซึ่งทำให้แบคทีเรียเป็นอันตราย
สายพันธุ์E. coli , Pseudomonas aeruginosa (บนขวา), Bacillus subtilisและอื่นๆ สามารถทนต่อโลหะหนัก เช่น ปรอท สารหนู และโครเมียม แบคทีเรียเหล่านี้พบได้ในน้ำที่มีมลพิษและในโรงพยาบาลซึ่งใช้โลหะหนักเป็นยาฆ่าเชื้อ พลาสมิดและองค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้มักจะถ่ายโอนความต้านทาน
Rhizobium leguminosarumและไรโซเบียอื่น ๆ สามารถดึงไนโตรเจนจากอากาศและทำให้พืชพร้อมใช้งานเนื่องจากยีนบนพลาสมิดที่แบคทีเรียอาศัยอยู่
— โรซี่เมสเทล
ความแปลกประหลาดอีกประการหนึ่งคือความแข็งแกร่งของระบบ CRISPR ที่แตกต่างกัน บางคนมีความกระตือรือร้นมาก นักชีววิทยาระดับโมเลกุล Devaki Bhaya จากแผนกชีววิทยาพืชของ Carnegie Institution for Science ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดเห็นสัญญาณที่ชัดเจนว่าตัวเว้นวรรคมักถูกเติมและทิ้งลงในไซยาโนแบคทีเรียของน้ำพุร้อนของเยลโลว์สโตน แต่ระบบอื่นๆ นั้นเชื่องช้า และE. coliซึ่งเป็นงานวิจัยคลาสสิกด้านพันธุศาสตร์นั้นมีระบบ CRISPR ที่ดูน่านับถือ ซึ่งปิดอยู่
อาจจะปิดไปนานแล้ว เมื่อประมาณ 42,000 ปีที่แล้ว แมมมอธขนยาวตัวหนึ่งตายในไซบีเรียทางตะวันตกเฉียงเหนือตอนนี้ ซากศพที่พบในปี 2550 ได้รับการเก็บรักษาไว้อย่างดีจนลำไส้ไม่เสียหายและสามารถสกัด DNA ของE. coli ได้
ในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในMolecular Ecologyเมื่อเดือนมกราคม ทีมของ Severinov พบว่ามีความคล้ายคลึงกันอย่างน่าประหลาดใจระหว่าง spacers ในกลุ่ม E. coli CRISPR ที่ได้มาจากแมมมอธ และในกลุ่ม E. coli ใน ปัจจุบัน “ตลอดเวลานั้นไม่มีการหมุนเวียน” Severinov ประหลาดใจ หากระบบ CRISPR ไม่ทำงาน เหตุใดE. coliจึงต้องเก็บมันไว้
ความลังเลใจนั้นนำไปสู่สิ่งที่นักวิจัยบางคนเรียกว่าเป็น “สถานการณ์อื้อฉาว” ทางปัญญา
ในบางกรณี ลำดับพันธุกรรมของตัวเว้นวรรคนั้นตรงกับ DNA ของฟาจ แต่โดยรวมแล้ว มีเพียงเศษเสี้ยว (ประมาณ 1 ถึง 2 เปอร์เซ็นต์) ของนักวิทยาศาสตร์นักอวกาศที่รู้ว่าถูกจับคู่กับไวรัสหรือพลาสมิด ในE. coliตัวเว้นวรรคไม่ตรงกับฟาจทั่วไปทั่วไปที่ทราบว่าติดเชื้อแบคทีเรีย “เป็นกรณีที่มีสสารมืดของไวรัสจำนวนมหาศาลที่ไม่รู้จักในโลกนี้หรือไม่” Koonin พูดว่า – หรือ phages พัฒนาเร็วมาก? “หรือว่ามันแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง?”
เมื่อต้องเผชิญกับปริศนานี้ นักวิจัยบางคนสงสัยอย่างยิ่งและมีหลักฐานว่าระบบ CRISPR อาจทำมากกว่าปกป้อง พวกเขาอาจมีงานอื่น การสื่อสารบางที หรือเปิดปิดยีน
credit : princlkipe8.info prosperitymelandria.com ptsstyle.com qldguitarsociety.com realitykings4u.com
