細菌は、様々な戦略を用いてファージに対する耐性を獲得する。そのコストとベネフィットは、付与する防御レベルと耐性維持コストに依存する。緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa ）は、ファージへの結合を阻害する表面変異（surface mutation: SM）、またはCRISPR-Cas適応免疫（以下、CRISPR免疫）によって、溶菌ファージDMS3vir に対する耐性を獲得することができる。
CRISPR免疫には誘導コストが伴うとされ、これまでのところ、CRISPR-Casシステムがファージ感染を除去する前に、「ファージDNAの注入とそれに続く遺伝子発現を完全に阻止できないこと」がその原因であると示唆されている。しかしながら、細菌におけるプロセスは未だ不明である。
英国のエクセター大学の研究チームは今回、CRISPR免疫に見られる誘導コストを説明するために、相互に排他的ではない 2 つの仮説を検証した：（1）ファージ選択圧により、CRISPR免疫細菌では SM を介した耐性細菌（以下、SM耐性細菌）と比較して死亡率が上昇する可能性；（2）CRISPR 免疫細菌は SM 耐性細菌と比較して増殖速度が低下する可能性。
これまでの研究では、これらの直交する耐性戦略に関連する耐性レベルと増殖速度の違いは特定されていなかったが、これらの形質の変動は、使用された古典的なバルクアッセイの比較的低い感度によって不明瞭になっている可能性がある。そこで研究チームは、ファージにさらされた個々の細菌の生存、増殖、ストレス応答に対する耐性戦略の影響を分析た。
具体的には、マイクロ流体ベースの単一細胞を観察可能な顕微鏡を使用して、さまざまなファージ曝露にわたって個々の細菌の速度論的分析を行った。 CRISPR免疫細菌とSM耐性細菌はどちらも、細菌の生存という観点からファージに対する高いレベルの防御効果を発揮するが、高用量のファージに対しては、CRISPR免疫細菌のファージ応答に不均一性が観察され、一部のCRISPR免疫細菌は細胞分裂停止を起こし、SOS応答の活性化が亢進する。これらのファージ誘導性の増殖異常は、CRISPRベースの免疫に関連する誘導コストに寄与する。
すなわち、CRISPR-Cas適応免疫は細菌をファージ誘導性の溶解からは保護するが、宿主細菌の亜集団におけるの分裂遅延（増殖遅延）やSOS応答活性化というコストが発生する。
[出典] "Phage provoke growth delays and SOS response induction despite CRISPR-Cas protection" Pons BJ, Łapińska U [..] van House S. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2025-09-04. https://doi.org/10.1098/rstb.2024.0474 [所属] University of Exeter Environment and Sustainability Institute (英国), University of Exeter Living Systems Institute
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