一项由美国多机构生物学家团队进行的研究揭示了细菌通过改造CRISPR-Cas基因切割系统的副本，进化出一种RNA引导的基因激活系统，这一发现证实了1961年诺贝尔奖得主弗朗索瓦·雅各布和雅克·莫诺的早期推测。该团队在《自然》杂志上报告，这种名为dCas12f–σE的系统是在拟杆菌门细菌中发现的，常见于人类肠道微生物组。

生物化学和分子生物物理学教授、霍华德·休斯医学研究所研究员斯特恩伯格表示：“这个系统不是在引导RNA定义的点进行切割，而是拖动细胞的转录机制来开启基因。这是一种全新的基因调控类别，颠覆了基因激活由蛋白质-DNA识别控制的教条。”dCas12f–σE系统开启了可能参与铁、肽和碳水化合物进入细胞的基因，为细菌提供了更精确的控制机制。

对于合成生物学家和基因工程师来说，RNA引导的基因激活系统具有广泛的生物医学应用，可用于大肠杆菌和其他细菌物种，以开启基因组中的基因，这是目前有限的能力。斯特恩伯格实验室的生物信息学专家维甘德指出：“这个系统最令人兴奋的特点之一是，它不依赖于转录因子所需的DNA中的典型基序。我们只需要改变引导RNA，就可以重新编程这个系统以开启基因组中的任何基因。它提供了更多的灵活性。”

斯特恩伯格的实验室现在可以部署多个引导RNA，同时开启几个基因，这可能有助于寻找新的抗生素。斯特恩伯格说：“某些细菌充满了产生抗菌化合物的基因簇，但我们不知道如何开启它们。通过RNA引导的转录系统，我们可以开启整个簇中的所有基因，并重新唤醒其中一些隐藏的途径。”通过激活肠道微生物组中治疗上有益的基因，dCas12f–σE也有潜力帮助治疗胃肠道疾病。

尽管重新设计细菌系统以激活哺乳动物细胞中的基因可能很困难，但类似的系统可能存在于其他真核生物中，并可用于新的基因组和转录组工程应用。斯特恩伯格补充道：“这个RNA引导蛋白质的超家族广泛存在于真核生物中，包括真菌、昆虫和单细胞生物。可以合理地设想，一些物种可能遵循了同样的进化轨迹，重新利用这个非常强大的分子机器来开启或关闭基因。”这一发现突显了细菌在基因组控制方面的未开发潜力。

出版详情：作者：Columbia University Irving Medical Center；标题：《Bacteria invent another way to turn on genes》；发表于：《Nature》(2026)。