细菌或许没有大脑，但它们确实有记忆，至少在涉及攻击它们的病毒时是如此。许多细菌都拥有一种分子免疫系统，使得这些微生物能够捕获和保留过去遭遇到的一些病毒DNA片段，以便当其再度出现时可以识别和破坏它。

来自洛克菲勒大学的一项研究在2月18日的《自然》杂志上，提供了这一系统发挥作用在微生物基因组中编码病毒DNA，将其日后用作为病毒切割酶的指南，这一神秘过程的一些新见解。

细菌学实验室负责人、助理教授Luciano Marraffini说：“像脊椎动物一样，微生物拥有能够适应新威胁的免疫系统。这些系统使用的一种酶Cas9，利用了免疫记忆来引导切割病毒遗传密码。然而，人们对于最初获得这些记忆的机制却知之甚少。我们的研究表明，Cas9还操控了某些细菌中这些记忆的形成。”

这些记忆嵌入在能够将有益和有害病毒识别开来，称作为CRISPR(规律成簇的间隔短回文重复)系统的细菌适应性免疫系统中。它通过改变细菌基因组，将一些称作为间隔序列(spacers)的短病毒序列添加到重复DNA序列之间来发挥作用。这些间隔序列形成了有关过去入侵物的一些记忆。它们充当CRISPR相关基因编码酶(Cas)的向导，使得Cas能够找到并破坏试图再次感染细菌的相同病毒。

Cas9能够在病毒或其他的基因组中实现精确切割这一能力引起了研究人员的注意。现在研究人员利用它来改变细胞的遗传学以达到某些实验或治疗目的，但对于这一CRISPR系统在天然细菌中发挥作用的机制仍不是很清楚。

一些证据表明，某些Cas酶(未包括Cas9)自身可以操控记忆形成过程。基于Cas9识别切割位点的方式，包括共同第一作者、研究生Robert Heler以及实验室博士后Poulami Samai在内的研究人员猜测Cas9在记忆形成中也发挥了作用。

除了匹配CRISPR引导序列和病毒DNA，Cas9需要在附近寻找第二信号：病毒DNA中的前间区序列邻近基序( protospacer adjacent motif，PAM)序列。这是一个至关重要的步骤，因为PAM序列的存在阻止了Cas9攻击细菌自身包含记忆的DNA。