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12月13日，著名学术期刊《Science》在线发表了一篇重要研究论文，该论文题为“Antiviralsignaling of a type III CRISPR-associated deaminase”，并以“First Release”形式发布。此项研究由中国药科大学药学院药理系的肖易倍教授、陈美容副教授，以及生命科学与技术学院的陆美玲副教授共同撰写。该研究揭示了一种被称为CRISPR-CAAD的全新系统，该系统通过耗尽细菌细胞内的能量分子ATP，从而有效遏制噬菌体的扩散，并进一步揭示了细菌免疫系统与其能量代谢之间的复杂联系。这一发现为防控细菌感染提供了新的科学视角和思路。
在这项研究中，药学院的博士研究生李钰涛、博士后李兆星、硕士研究生闫朴睿和孔健平，以及生命科学与技术学院的硕士研究生华晨扬共同担任论文的第一作者。论文详细探讨了细菌尽管简单，却具备独特的“免疫系统”来防御噬菌体感染。
现代生物技术中，以CRISPR-Cas系统为基础的基因编辑技术，如同精准的“基因剪刀”，在基因工程领域得到了广泛应用。众多CRISPR-Cas系统中，III型系统最为复杂。通过生物信息学，研究团队发现，有些III型CRISPR-Cas系统并没有传统的核酸切割功能，却包含了一种脱氨酶（CAAD）和一种核苷酸水解酶（Nudix）。这套独特的组合引起了科学家们的浓厚兴趣，促使他们思考系统的免疫机制可能与能量代谢存在密切关联。
研究显示，CRISPR-CAAD系统在感知到噬菌体入侵后，会生成多种信使分子（如cA3、cA4和cA6），其中cA4和cA6可以激活CAAD蛋白，将细菌内部的ATP转化为ITP。这种转化导致能量的快速消耗，从而阻止了噬菌体的复制和扩散，同时抑制了感染细菌的生长，达到了“以小部分细菌的牺牲保护整体”的作用。
然而，ITP的积累对细菌来说也是一种毒害，可能导致蛋白质合成错误。为应对此问题，细菌在清除噬菌体后会利用Nudix酶将有害的ITP降解为无害的IMP，从而恢复正常。这样的“解毒”机制确保了细菌群体的持续健康与生存。
团队还运用冷冻电镜技术捕捉到了CAAD蛋白激活前后状态的三维结构，这些高精度图像揭示了cA4和cA6信使分子在激活CAAD蛋白时存在协同作用，有效提高了系统的反应灵敏度和效率。这种智能化的策略反映了细菌在与噬菌体抗衡中进化出的巧妙机制，也为理解III型CRISPR系统的复杂性提供了新的视角。
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