巨大噬菌體一一現身！一些具有CRISPR 基因編輯和轉譯能力！

噬菌體（bacteriophages，縮寫為phages）是一種會吞噬且消滅細菌的病毒，對人體無害。

噬菌體的基因體中位數約為52000 對鹼基（base pairs, bp）。

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噬菌體的基因體中位數約為52000對鹼基（basepairs,bp）。

若其基因體超過200000bp的噬菌體被稱為“巨噬菌體（jumbophages）”，若超過500000bp的噬菌體被稱為“超巨噬菌體（megaphages）”，但卻鮮少見。

近日，加州大學伯克利分校的研究團隊發現，至今為止最大的噬菌體，其基因體長度是735000bp，比平均噬菌體大近15倍，以及其他350個超過200000bp的噬菌體。

他們也簡稱這些噬菌體為巨大噬菌體（hugephages）。

巨大噬菌體起源於30種獨特的地球環境，包含嬰兒和孕婦的糞便和口腔樣本，南非動物糞便養本，以及來自藏族溫泉、病房、海洋、湖泊、土壤、深層地下生態和建築環境的採樣樣本。

該研究刊登於《Nature》。

細菌的CRISPR-Cas9基因編輯系統，已應用於人類醫療、食物改造等領域。

噬菌體的CRISPR–Cas系統具有沉默宿主轉錄因子和轉譯基因的能力，也會與宿主之間有交互作用，例如，攔截轉譯而將生物合成重定向至噬菌體編碼的功能。

此外，一些噬菌體可能會重新利用細菌CRISPR-Cas系統來消除競爭性噬菌體。

該研究團隊也進一步分析指出，這些巨大噬菌體能夠製造類似Cas9的蛋白質，如Cas9的II型、VI 型、VU系統新變體和VF系統等新亞型。

幾乎所有噬菌體CRISPR系統都缺乏間隔子捕獲機制（Cas1、Cas2和Cas4），而且許多都缺乏可辨識的干擾基因。

在某些情況下，缺乏干擾和間隔子整合基因的噬菌體具有與其宿主相似的CRISPR重複序列，因此可能使用宿主的Cas蛋白，進行編輯。

另外，這些噬菌體還具有第二個系統，其中包含一個新的候選V型效應蛋白CasΦ（Cas12j），也能。

此外，他們也發現噬菌體中竟然有tRNA、tRNA合成酶、tRNA修飾酶、轉譯起始和延伸因子以及核醣體蛋白的編碼基因。

這類基因過去僅在細菌或古細菌中發現。

因此，他們推測巨大噬菌體可能使用這些基因來重定向核醣體，然後以細菌蛋白為代價，複製更多自身蛋白。

一些巨大的噬菌體還具有其他的遺傳密碼，即編碼特定胺基酸的核酸三聯體，可能會混淆解碼RNA的細菌核醣體。

「通常，是否擁有核醣體和進行轉譯的能力是分辨生命體與非生命體的界線，也是區分病毒和細菌的方法之一。

然而，該研究指出，一些大型噬菌體具有這種轉譯機制，因此它們使這條界線有些模糊。

」該研究第一作者RohanSachdeva說道。

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