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發(fā)表在2014年4月PNAS上的一項(xiàng)研究中，一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)利用導(dǎo)致馬鈴薯軟腐病的細(xì)菌和大腸桿菌研究了細(xì)菌適應(yīng)性免疫（adaptive immunity）的遺傳基礎(chǔ)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌的免疫系統(tǒng)比人們先前想象的要強(qiáng)大得多，并具有令人驚訝的可塑性。
在過去的十多年里，人們發(fā)現(xiàn)了CRISPR-Cas具有免疫功能，并在大約一半的細(xì)菌種類和幾乎所有古域單細(xì)胞微生物中都發(fā)現(xiàn)了CRISPR-Cas適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。細(xì)菌通過這個(gè)免疫系統(tǒng)來防止其病毒（噬菌體）和其它外源DNA的入侵。細(xì)菌如果被噬菌體或質(zhì)粒感染入侵以后，免疫系統(tǒng)會(huì)針對(duì)這些外源DNA分子建立特異的遺傳記憶。
CRISPR-Cas能夠?qū)⑼庠碊NA分子樣本信息存儲(chǔ)進(jìn)來，當(dāng)再次遭遇這些外源DNA物質(zhì)的入侵時(shí)，能夠立即識(shí)別并防止其感染入侵。細(xì)菌多可以存儲(chǔ)600個(gè)外源樣本信息，而且可以將這些免疫記憶信息傳遞給子代細(xì)菌。
先前人們認(rèn)為，CRISPR-Cas系統(tǒng)有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，如果這入侵的外源DNA獲得足夠的突變，以致于再次感染入侵，與細(xì)菌存儲(chǔ)樣本信息的匹配不夠緊密時(shí)，免疫系統(tǒng)將不能發(fā)揮其功能。
*研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)噬菌體和質(zhì)粒通過多位點(diǎn)突變來逃避細(xì)菌免疫系統(tǒng)的直接識(shí)別時(shí)，該系統(tǒng)能針對(duì)這些突變的遺傳物質(zhì)快速形成新的免疫識(shí)別能力。
科學(xué)家們認(rèn)為，這種免疫系統(tǒng)反應(yīng)了細(xì)菌與噬菌體和質(zhì)粒的協(xié)同進(jìn)化過程。例如，一些病原菌的毒素基因是由噬菌體所編碼，如霍亂弧菌和白喉?xiàng)U菌的主要毒力因子是由噬菌體編碼的毒素，這些噬菌體將細(xì)菌變成了強(qiáng)致病性的細(xì)菌。質(zhì)粒在不同細(xì)菌之間傳遞耐藥性的過程中具有重要作用。對(duì)細(xì)菌免疫系統(tǒng)的深入研究，有助于人們更深入的了解細(xì)菌的進(jìn)化、耐藥基因的傳遞等信息。
腸炎沙門氏菌（Salmonella enterica）是一種胞內(nèi)病原菌，也是一種重要的人獸共患傳染病，人主要通過食用污染了的食物或水源發(fā)病，導(dǎo)致胃腸炎和傷寒。