Учёные раскрыли секрет иммунной системы бактерий

Исследователи из Университета Лаваля и компании Danisco раскрыли механизм работы иммунной системы бактерий CRISPR/Cas. Открытие, опубликованное в журнале Nature, может помочь в предотвращении развития устойчивости бактерий к антибиотикам.

Группа под руководством профессора Сильвена Муано показала, что система CRISPR/Cas работает, выбирая чужеродные сегменты ДНК и встраивая их в определённые участки генома бактерии. Эти сегменты затем действуют как иммунный фактор, разрушая (cleaving) вторгающуюся ДНК при будущих атаках.

Эксперимент провели с использованием плазмид — молекул ДНК, которыми регулярно обмениваются бактерии. Плазмиду, содержащую ген устойчивости к антибиотику, вставили в бактерию Streptococcus thermophilus, используемую для производства йогурта. Некоторые бактерии интегрировали фрагменты ДНК из гена устойчивости в свой геном, и последующие попытки повторно вставить в них плазмиду провалились.

«Эти бактерии были просто "иммунизированы" против приобретения гена устойчивости, — прокомментировал профессор Муано. — Это явление может объяснять, почему одни бактерии развивают устойчивость к антибиотикам, а другие — нет».

Система CRISPR/Cas также защищает бактерии от бактериофагов — вирусов, поражающих бактерии. Это делает открытие особенно важным для пищевой и биотехнологической отраслей (производство йогурта, сыра, пробиотиков), где заражение бактериальных культур бактериофагами является серьёзной проблемой с большими финансовыми последствиями.