Nature新型CRISPR样系统研究遭质疑

　　今年3月，Nature杂志上的一篇论文 提出一种巨病毒：巨型拟菌病毒（mimiviruses）具有一种噬病毒体（virophage）抵抗机制——叫做巨型拟菌病毒噬病毒体抵抗元件（MIMIVIRE），类似于CRISPR系统。在发表于6月13日《Virologica Sinica》杂志上的一篇观点文章向这一观点提出了挑战。

　　

生物通报道  存在于许多细菌中的CRISPR/Cas防御系统，采用了一种简单而绝妙的方法来编辑宿主基因组，已成为当下一种重要的生物学技术，促成了近期一大批的研究发现（张锋Science文章：靶向RNA的新型CRISPR系统 ，三篇Nature文章：CRISPR研究重大进展 ）。

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今年3月，法国艾克斯-马赛大学的Didier Raoult和同事们在《自然》（Nature）杂志上发表论文， 提出一种巨病毒：巨型拟菌病毒（mimiviruses）具有一种噬病毒体（virophage）抵抗机制——叫做巨型拟菌病毒噬病毒体抵抗元件（MIMIVIRE），类似于CRISPR系统(Nature重要发现：新型CRISPR样系统 )。在发表于6月13日《Virologica Sinica》杂志上的一篇观点文章中，法国科学研究中心（CNRS）的Jean-Michel Claverie和Chantal Abergel向这一观点提出了挑战。

Claverie和Abergel在他们的论文中写道：“MIMIVIRE与CRISPR-Cas没有任何相似之处，MIMIVIRE并非通过核酸识别系统来发挥功能，不大可能具有一种真正的适应性免疫系统的所有特性。”

Claverie和Abergel接着质疑了巨型拟菌病毒噬病毒体抵抗机制是否基于核酸。他们提出，在抗性巨型拟菌病毒中一些蛋白质可能干扰了噬病毒体的复制。

巨病毒是因它们的大体型及巨大的基因组而得名。它们居住在变形虫体内，自身可以被噬病毒体感染。Raoult和同事们在1992年发现了巨型拟菌病毒的拟菌病毒科（Mimiviridae），并在一个凉水塔中调查了肺炎疫情。
这些研究人员最初误当作是细菌的物质实际上是病毒。

为了验证他们的假设，即巨型拟菌病毒具有与细菌中CRISPR/Cas系统相似的一种防御机制，Raoult和同事们对45种新的拟菌病毒株进行了DNA测序。研究人员随后在60个拟菌病毒基因组中寻找了与感染某些拟菌病毒株（B和C谱系）的噬病毒体Zamilon相匹配的序列。这种病毒的A谱系毒株抵抗Zamilon，Raoult研究小组发现其包含一个重复的Zamilon序列，他们将之命名为MIMIVIRE。当研究人员沉默这一重复序列时，它使得病毒容易受到噬病毒体感染。

但Claverie和Abergel认为，拟菌病毒防御机制一点也不像CRISPR。首先，拟菌病毒基因组和噬病毒体复制发生在同一位置，“使得不大可能获得一种基于核酸的免疫。”第二，CRISPR代表的是成簇规律间隔短回文重复序列，而MIMIVIRE序列“既非规律间隔，两侧也没有可识别的重复序列。”最后，相应的Zamilon序列缺乏前间区序列邻近基序（PAM)——细菌宿主通常利用这些序列来区别病原体DNA和它们自身的DNA。

Raoult说：“它当然不是CRISPR。这是一个类比，而非同源关系。”

其他一些未参与该研究的病毒学家也附和了Claverie和Abergel的批评。

洛克菲勒大学的Luciano Marraffini说：“尽管MIMIVIRE表面上是作为一种抗噬病毒体系统发挥作用，它似乎缺乏CRISPR-Cas的某些标志性特征，例如存在用短病毒序列间隔的、确定的重复序列阵列，及利用小RNA引导。”

北卡罗来纳州立大学的Rodolphe Barrangou表示赞同，他认为说MIMIVIRE系统类似于CRISPR“太离谱”。

来自研究论坛PubPeer的一位匿名皮论者，最初还对这篇论文提出了另一种批评：在Raoult及其同事的研究中明显缺乏被沉默RNA对照，以排除这种可能性：观察到没有噬病毒体感染，只是因为巨型拟菌病毒未复制所致。

Barrangou说：“没有CRISPR和Cas，与MIMIVIRE的相似性最多是偶然的。我喜欢思想开放的科学家，但他们不应该只延展他们的想象力。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

J.M. Claverie and C. Abergel, “CRISPR-Cas-like system in giant viruses: why MIMIVIRE is not likely to be an adaptive immune system,” Virologica Sinica, doi:10.1007/s12250-016-3801-x, 2016.

A. Levasseur et al, “MIMIVIRE is a defense system in mimivirus that confers resistance to virophage,” Nature, doi:10.1038/nature17146, 2016.