Обнаружена новая функция генетических ножниц CRISPR: белковые ножницы активируют защитную функцию
Исследователи из Института структурной биологии Университетской клиники Бонна (UKB) и Медицинского факультета Боннского университета в сотрудничестве с Университетом Сент-Эндрюс в Шотландии и Европейской лабораторией молекулярной биологии в Гамбурге обнаружили новую функцию системы CRISPR/Cas9. Исследование опубликовано в Nature.
Новый аспект бактериального иммунитета
- Бактериальная иммунная система CRISPR защищает от атак фагов (вирусов бактерий), распознавая и уничтожая их генетический материал.
- Было известно, что варианты CRISPR типа III производят небольшие сигнальные молекулы, которые запускают у бактерии комплексный план экстренного реагирования для борьбы с вирусом.
Механизм сигнального каскада
Учёные выяснили, как это работает:
- Активация "белковых ножниц": Обнаружено, что сигнальные молекулы связываются с белком CalpL, превращая его в активную протеазу (фермент, расщепляющий белки).
- Цель протеазы: Эти "белковые ножницы" разрезают небольшой белок CalpT, который действует как предохранительная защёлка для третьего белка — CalpS.
- Запуск защиты: Высвобождённый CalpS направляет транскрипционный аппарат к определённым генам, переключая метаболизм бактерии на режим защиты.
Перспективы для биотехнологий
- CRISPR-системы легко перепрограммировать для биотехнологических и медицинских целей, например, для редактирования ДНК и лечения заболеваний (как спинальная мышечная атрофия).
- Вывод исследователей: "С этими CRISPR-активируемыми белковыми ножницами в инструментарии молекулярной биологии теперь появился совершенно новый инструмент. Возможно, это позволит в будущем использовать CRISPR ещё более универсально", — говорит д-р Грегор Хагелюкен, руководитель группы в Институте структурной биологии UKB.