Ученые исследуют бактериальную иммунную систему для применения в медицине и промышленности
Бактерии и археи обладают недавно открытой иммунной системой, защищающей их от вирусов и плазмид. Исследователи из Университета Джорджии Майкл и Ребекка Тернс одними из первых описали ее работу в 2009 году в журнале Cell.
Теперь, благодаря двум грантам от Национальных институтов здоровья (NIH) на сумму более $2.4 млн, их лаборатория изучает, как управлять этим иммунитетом. Это может иметь значение для биотехнологий и медицины, поскольку бактерии играют ключевую роль — от патогенов до полезных микроорганизмов, используемых в производстве пищи, лекарств, биотоплива и очистке сточных вод.
Цель исследований:
- Укрепить иммунную систему полезных бактерий, используемых в промышленности.
- Найти способы направить эту систему против патогенных бактерий, чтобы уничтожать их.
Как работает система CRISPR:
- При встрече с вирусом бактерия распознает его ДНК, разрезает на фрагменты и встраивает один из них в свой геном в области CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats).
- Бактерия создает специальные CRISPR-ассоциированные белки, которые при повторной атаке того же вируса распознают и уничтожают его.
- Этот приобретенный иммунитет является наследуемым для всех дочерних клеток.
Лаборатория Тернс детально изучает этот процесс на примере:
- Бактерии Streptococcus thermophilus (используется для производства йогурта и сыра).
- Археи Pyrococcus furiosus (используется для получения промышленных ферментов, химикатов и повышения термостойкости растений).
Исследования не только открывают перспективы для прикладного применения, но и вносят фундаментальный вклад в понимание базовых микробиологических процессов.