Учёные раскрыли механизм работы «иммунной системы» бактерий

Бактерии постоянно сталкиваются с угрозами, включая вирусы-бактериофаги, которые уничтожают половину бактерий на Земле каждые два дня. Однако бактерии и археи выживают благодаря встроенной системе защиты — CRISPR-Cas.

Исследователи из Университета Джорджии обнаружили, как работает эта система. Она состоит из двух ключевых компонентов:

• CRISPR РНК — выполняет роль «полицейской собаки»: распознаёт и связывается с молекулой-мишенью вируса.
• Cas-белки (в частности, комплекс RAMP) — действуют как «полицейский»: разрезают и «выключают» (silence) цель.

Вместе они образуют систему, которая постоянно отслеживает и нейтрализует чужеродные РНК, подобно тому, как антитела работают в иммунной системе человека.

Практическое значение открытия:

• Создание новых классов целевых антибиотиков, которые могут заставить патогенные бактерии самоуничтожаться.
• Разработка инструментов для изучения функции генов в микроорганизмах.
• Повышение стабильности бактериальных культур в пищевой и биотехнологической промышленности (производство йогурта, сыров, ферментов).

CRISPR-системы обнаружены примерно у половины секвенированных бактерий и почти у всех архей. Теперь, понимая механизм, учёные могут проектировать новые CRISPR РНК, чтобы избирательно разрезать целевые РНК в бактериальных клетках — как вирусные, так и собственные генные продукты бактерий.

Исследование опубликовано в журнале Cell.