单细胞细菌和古细菌使用 CRISPR 系统保护自己免受噬菌体的侵害。CRISPR 系统通常由两部分组成：识别并结合噬菌体 DNA 或 RNA 的“引导RNA”分子，以及在引导RNA指示的位点切割或干扰遗传物质的酶。到目前为止，研究人员已经确定了六种 CRISPR 系统，分别从 I 命名到 VI。它们有不同的特性，包括使用酶的类型，以及它们如何识别、结合和切割RNA或DNA。用于基因工程的 CRISPR-cas9 系统被归类为 II 型，其他类型的 CRISPR 特征可能对其他方面有用。MIT 的张锋团队开发了一种名为 FLSHclust 的算法去寻找不同的 CRISPR 系统。他们发现了大约 13 万个基因以某种方式与 CRISPR 相关，其中 188 个是以前从未见过的，他们在实验室测试了几个基因以了解它们的作用。实验结果揭示了 CRISPR 系统用来攻击噬菌体的各种策略，包括解开 DNA 双螺旋结构，以及以允许基因插入或删除的方式切割 DNA。他们还发现了“抗 CRISPR”的 DNA 片段，这可能有助于噬菌体逃避细菌的防御。
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