Вирусы-доставщики: как бактериофаги оборачивают CRISPR против бактерий

Исследователи из Университета штата Северная Каролина использовали инженерные бактериофаги (вирусы, поражающие бактерии) для доставки систем CRISPR-Cas в целевые бактерии E. coli. Это иронично, поскольку обычно бактерии используют CRISPR-Cas как иммунную систему для борьбы с вирусами.

Ключевые результаты исследования, опубликованного в PNAS:

• Доставка "в пробирке": Два модифицированных бактериофага (T7 и лямбда) успешно доставили CRISPR-полезную нагрузку к E. coli в лабораторных условиях. Полезная нагрузка активировала флуоресцентные гены и изменила устойчивость бактерии к антибиотику.
• Высокая точность: С помощью фага лямбда был доставлен редактор оснований цитозина. Вместо разрезания ДНК, этот инструмент изменил всего одну "букву" в геноме E. coli, точечно инактивировав определённые гены без разрыва двойной цепи ДНК.
• Работа в сложной среде: Эксперимент был повторён в искусственной экосистеме (EcoFAB), моделирующей почву (песок, кварц, жидкость) и содержащей три разных типа бактерий. Фаг лямбда эффективно нашёл E. coli среди других бактерий и провёл целевое редактирование.

Значение и перспективы:

• Тонкое воздействие на микробиом: Технология позволяет вносить изменения в конкретную бактерию, не затрагивая остальное микробное сообщество. Это может быть полезно для улучшения здоровья растений или желудочно-кишечного тракта.
• Новый этап доставки CRISPR: Исследование открывает "следующую главу" — использование вирусов для доставки CRISPR в сложных природных средах.
• Цель для устойчивого сельского хозяйства: Метод позволит манипулировать почвенными микробными сообществами в контролируемых условиях, чтобы понять, как усилить рост растений и улучшить их здоровье.

«В конечном счете, мы видим в этом механизм помощи микробиому», — сказал ведущий автор работы Родольф Баррангу.