CRISPR再進化！科學家發現「殺手蛋白」Cat1剿滅病毒新機制

洛克斐勒大學與斯隆-凱特琳癌症中心的研究團隊又有驚人發現！他們在細菌免疫系統中，找到一種名為Cat1的全新防禦蛋白，能透過前所未見的分子戰術阻斷病毒攻擊。這項突破性研究已刊登於頂尖期刊《科學》，為CRISPR基因編輯技術開拓更廣闊的應用前景。

細菌雖微小，卻演化出令人驚嘆的防禦智慧。除了大眾熟知的「基因剪刀」CRISPR-Cas9系統外，科學家近年發現一類特殊的CARF效應蛋白。這類分子武器能在細菌遭病毒感染時，迅速癱瘓受感染細胞，防止病毒擴散。

研究團隊領軍人馬拉菲尼教授指出：「Cat1最特別之處在於其複雜的立體結構。」當偵測到病毒入侵，Cat1會與信使分子cA4結合，形成長絲狀網路，將細胞必需的NAD+代謝物困在分子口袋中分解。失去能量來源的病毒就像斷電的工廠，完全無法複製增殖。

更令人驚奇的是，透過低溫電子顯微鏡分析發現，Cat1纖維會進一步組裝成三角螺旋束，甚至能擴充套件為五角形結構。這種多層次組裝能力在已知蛋白質中極為罕見，具體作用機制仍待解密。

有別於多數CRISPR系統需要多種蛋白協同作戰，Cat1經常單槍匹馬就能達成免疫效果。研究員巴卡解釋：「當NAD+被大量分解，細胞會進入生長停滯狀態，病毒根本無處可逃。」這種「焦土策略」與其他CARF效應蛋白類似，都能為細菌群體提供集體免疫。

馬拉菲尼教授興奮表示：「我們證實了CARF效應蛋白能有效阻止病毒複製，但背後精妙的分子細節才剛揭開序幕。」這項發現不僅拓展人類對微生物免疫的認知，更可能催生新一代抗病毒療法。未來研究將持續探索Cat1的螺旋結構之謎，以及其潛在的醫學應用價值。

（參考文獻：Christian F. Baca等人，《科學》期刊2025年4月10日刊載「Cat1 forms filament networks to degrade NAD+ during the type III CRISPR-Cas antiviral response」）

科技新知不漏接：立即訂閱《科學科技日報》電子報