Как бактерии «самовакцинируются» против вирусных захватчиков
Новое исследование показало, что две ключевые системы защиты бактерий от вирусов — рестрикционные ферменты и CRISPR-Cas — работают не изолированно, а в тесной кооперации.
Синергия защиты
Учёные из Университета Рокфеллера, работая с Staphylococcus aureus, обнаружили, что эти системы действуют как многоступенчатый иммунный ответ:
- Первая линия обороны — рестрикционные ферменты, которые быстро, но грубо «скашивают» вирусную ДНК, как только та проникает в клетку.
- Адаптивный ответ — более точная система CRISPR-Cas, которая, подобно острой бритве, разрезает вирусный геном по специфической последовательности, используя молекулярную «метку».
Механизм «самовакцинации»
Исследователи выяснили, как системы взаимодействуют: фрагменты вирусной ДНК, нарезанные рестрикционными ферментами, используются CRISPR-Cas для создания тех самых молекулярных «меток» (гидов). Это позволяет CRISPR-Cas точно находить и уничтожать вирус.
«Это немного похоже на вакцинацию, — говорит профессор Лучано Марраффини. — Рестрикционный фермент вырезает маленькие кусочки вируса, которые CRISPR затем использует для запуска адаптивного ответа».
Практическое значение
Это открытие важно не только для фундаментальной науки. Ранее та же группа учёных обнаружила, что S. aureus использует систему CRISPR-Cas также для развития множественной устойчивости к антибиотикам. Более глубокое понимание работы этих защитных механизмов может в будущем позволить манипулировать ими с помощью лекарств для борьбы с устойчивыми стафилококковыми инфекциями.