细菌具有一种免疫系统来对抗称作为噬菌体的入侵病毒，也许会让你感到有些惊讶。并且像从单细胞到人类的所有免疫系统一样，细菌免疫系统面临的*个挑战就是要检测出 “外源物质”与“自身物质”的差异。这并不简单，因为病毒、细菌和所有其他的生物都是由DNA和蛋白质构成。

在大多数环境中，噬菌体的丰度比细菌要高约10倍。并且像所有的病毒一样，细菌利用了宿主细胞的复制机器来生成自身拷贝。它们不断进化出一些新途径来做到这一点。因此细菌需要非常活跃的免疫系统维持存活。

而直到近年，科学家们甚至都还不确定细菌具有一种适应性免疫系统——“记住”过去的遭遇来产生针对性的反应。当几年前一种叫做CRISPR的细菌适应性系统被发现，这种情况才发生改变。CRISPR免疫机制不仅对于细菌至关重要，对我们的日常生活也造成了重大的影响：例如，当前它被用来保护制造酸奶和奶酪的“好”细菌。它或许还会影响我们的未来：科学家们已经想到了如何利用这一精巧的CRISPR系统来“编辑”人类基因组——使得它成为了一种适用于广泛临床应用的简便工具。

为了记住感染，CRISPR系统从入侵病毒DNA处抓取了一段短序列，将它直接插入到细菌基因组中。一些噬菌体DNA被储存在基因组的特定区域中；这些形成了免疫记忆。在随后的感染中，CRISPR利用这些序列构建出了与噬菌体遗传序列相匹配的短RNA链。连接这一RNA的蛋白质复合物随后鉴别出噬菌体DNA然后破坏它。

因此细菌细胞利用它的正常DNA复制和修复过程鉴别了噬菌体DNA，检测及复查了两种基本的方式都与“自身”基因组不同的新DNA。通过两个CRISPR蛋白Cas1和2的活性，细菌免疫系统可以确保它只将外源DNA添加到了免疫“记忆”中，因此可以激活它的防御。

解开细菌免疫系统这个识别自我和非我的谜题，破译了CRISPR过程中这一步骤的确切机制为我们提供了关于这种环绕在我们周围，始终无处不在的、看不见的对抗的一些重要见解。在未来利用CRISPR系统的临床应用中或许可以利用细菌这种逃避自身免疫的方法。