落在细菌上、正在感染细菌的噬菌体病毒，如今科学家发现了逆转录子的新功能，有望阻止噬菌体感染细菌。图片来源：《科学》

2020年诺贝尔化学奖颁给了基因编辑工具CRISPR，如今，研究者又有新发现，有望与CRISPR结合，发挥更好的功用。

11月初，来自以色列魏茨曼科学研究所的Rotem Sorek团队在《细胞》上刊发文章，介绍了他们新发现的基于逆转录酶基因编辑工具——Retrons。与CRISPR类似，该工具可保护微生物免受噬菌体病毒侵害，研究者有望利用它对单细胞生物的基因进行编辑。

早在30多年前，就有科学家从黄色黏球菌中发现了逆转录酶，这一遗传元件由DNA、RNA和来自某些细菌中的蛋白质复合而成，但一直以来它们在生物体中的作用不甚明确。

据《科学》报道，在最新发表的研究里，Sorek等人在许多细菌中都发现了逆转录酶。他们先搜索了近4万个细菌的基因组，并利用计算机程序寻找与CRISPR和其他已知抗病毒构建体基因相近的抗病毒结构。

之后，研究者找到了一段包含逆转录酶的DNA，该元件侧翼是无法编码任何已知细菌蛋白的DNA片段。研究者联想到这些神秘的序列可能在RNA编码中发挥作用。此外，带逆转录性质的DNA通常伴随着一个蛋白质编码基因，每个遗传元件携带的蛋白质有所不同。

Sorek等人猜测，这些序列簇参与到一种新的噬菌体防御中。后续研究中，他们进一步证明，包含了逆转录酶、DNA和RNA混合物以及蛋白质的元件Ec48可破坏新感染的细胞，从而使病毒无法复制和传播。

无独有偶，欧洲分子生物学实验室也有一个研究团队有类似发现，他们在沙门氏菌中逆转录的编码基因旁边发现了有毒的蛋白质基因，通常情况下毒素会被包裹起来，当噬菌体蛋白出现时则被激活。相关研究已于今年6月刊发于预印本平台bioRxiv。

研究者可利用CRISPR靶向并切割基因组中的目标区域，但迄今为止，该工具还不太擅长在靶点DNA中引入新代码，若CRISPR能与此次发现的Retrons相结合，或许能产生所需序列的多重拷贝，并有效剪接到宿主基因中。不过目前，Retrons还未被证实可在哺乳动物细胞中工作，还有许多工作有待完成。（袁柳）