Nature颠覆性成果遭“中国期刊论文”质疑，病毒究竟有没有CRISPR样系统？_医疗健康

2016

07/12

09:26

生物探索医疗健康

2月29日，发表在《自然》杂志上的一项研究中，法国科学家们报告称，巨型病毒（mimivirus）拥有类似细菌CRISPR系统一样的抵御外来入侵的防御系统。研究者们将这一类似CRISPR的系统命名为MIMIVIRE。然而，今年6月，发表在《中国病毒学》（Virologica Sinica）杂志上的一项研究却对Nature上的这一成果提出了质疑。

Nature研究成果回顾：病毒的CRISPR样系统MIMIVIRE

MIMIVIRE is a defence system in mimivirus that confers resistance to virophage

事实上，发表在Nature上的这一发现最早可追溯到1992年。当时，论文的共同通讯作者Didier Raoult和Bernard La Scola发现，冷却塔中的变形虫（amoebas）被一种很大的微生物感染。经过多年的研究，科学家们最终在2003年确定这种微生物并不是细菌，而是一种巨型病毒（mimivirus）。

此后，研究人员还发现，mimivirus其实也会被其它病毒困扰。2008年，Raoult和La Scola发现，被Mamavirus（巨型病毒的一种）感染的变形虫同时还携带着一个小病毒。这个小病毒攻击的对象竟然是Mamavirus。当它出现时，Mamavirus会变得复制缓慢，组装异常，且下一代感染变形虫能力会变弱。团队将这种“攻击”其它病毒的病毒命名为virophage。

Zamilon是Virophage家族最新的一个成员。2014年，Raoult和La Scola发现，Zamilon只能够感染Mimivirus家族中的某些分支。此外，在能够被感染的3个分支中，其中有一个分支对Zamilon是免疫的。Raoult推测，这些巨型病毒是借助了CRISPR样（CRISPR-like）的免疫系统保护自己免受Zamilon的侵害。

为了验证这一猜想，科学家们分析了60种mimivirus病毒株的基因组，寻找与Zamilon匹配的序列。结果发现，能够抵御Zamilon感染的Mimiviruses拥有与Zamilon相匹配的DNA短链。此外，研究人员还发现，与这些序列相邻的基因编码了能够降解DNA的酶。这与CRISPR系统是非常相似的：CRISPR/Cas系统编码Cas酶的基因也在识别病毒的序列附近。

研究还发现，阻断这一CRISPR样系统中不同组件的活性会使mimivirus更易受到Zamilon的攻击。研究者们将这一类似CRISPR的系统命名为MIMIVIRE。

Virologica Sinica：为什么MIMIVIRE不可能成为适应性免疫系统？

CRISPR-Cas-like system in giant viruses: why MIMIVIRE is not likely to be an adaptive immune system

6月13日，发表在《中国病毒学》（Virologica Sinica）杂志上的这一研究中，法国艾克斯-马赛大学（Aix-Marseille University）的科学家们对Nature上这一研究的观点提出了挑战。

共同通讯作者Jean-Michel Claverie 和Chantal Abergel在论文中写道：MIMIVIRE与CRISPR/Cas系统并不相似，它并不是通过核酸识别系统发挥作用，且不太可能具备真正的适应性免疫系统的所有特性。据The-Scientist网站报道，Didier Raoult与Jean-Michel Claverie过去曾在一起工作，但现在两人的关系很受争议。

此外，这一研究还对巨型病毒（mimivirus）的抵抗机制是否完全是基于核酸提出了质疑。与发表在Nature上的研究观点不同，他们认为，在抵抗性的巨型病毒中，蛋白质可能干扰了virophage的复制。Claverie和Abergel认为，巨型病毒的防御机制丝毫不像CRISPR。

Protein-based interaction model for Zamiloninhibition.

首先，巨型病毒基因组和virophage的复制发生在相同的位置，这就不可能形成基于核酸的免疫保护。其次，CRISPR代表的是成簇规律间隔的短回文重复（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats），而MIMIVIRE的序列既不是规律间隔的，且两侧也没有可识别的重复序列。第三，对应的Zamilon序列缺乏前间区序列邻近基序（protospacer adjacent motifs，PAMs）。细菌通常利用PAMs区别病原体DNA和自身DNA。据悉，CRISPR/Cas9系统的靶向特异性部分取决于Cas9蛋白与PAMs的结合。

科学家如何看待这一质疑

对于这些质疑，Raoult说：“MIMIVIRE当然不是CRISPR，这只是个类比。”

一些未参与这项质疑研究的病毒学家也赞同了Claverie 和 Abergel的批评意见。洛克菲勒大学的Luciano Marraffini表示，尽管MIMIVIRE表面上是一种抗virophage（anti-virophage）系统，但它似乎缺乏CRISPR/Cas系统的一些标志性特征，如重复序列、导向RNA。北卡罗莱纳州立大学的Rodolphe Barrangou对此表示赞同。

此外，研究论坛PubPeer上的一位匿名评论者指出，发表在Nature上的这项研究明显缺少RNA沉默对照组。这可能排除了一种可能性，即观察不到virophage感染可能仅仅是因为巨型病毒没有复制。

Virologica Sinica

据《中国病毒学》（Virologica Sinica）官网介绍，该杂志创刊于1986年，2007年出版语种变更为英文，由中国科学院武汉病毒研究所和中国微生物学会共同主办，并自2008年起，通过德国施普林格出版社（Springer）进行全球出版发行，并被国内外多家重要数据库摘引和收录。

Virologica Sinica是中国生物学医学核心期刊（双月刊，全年6期），期刊栏目包括研究论文、综述、短讯和观点等多种类型，定期反映病毒学及分支领域的最新研究进展，内容涉及新病毒发现，病毒致病机理、病毒-宿主相互作用、疫苗开发、抗病毒药物和疗法、病毒相关生物技术等多个生物医学相关领域。

来源：生物探索

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