Расшифровка первого шага бактериального иммунитета CRISPR

Исследователи из Университета Альберты сделали важный шаг в понимании иммунной системы бактерий. Это открытие может иметь значение для медицины, фармацевтической и молочной промышленности.

В работе, опубликованной в высокорейтинговом журнале Nature Structural & Molecular Biology, Эндрю Макмиллан и его коллеги описали первый этап иммунного ответа бактериальных клеток. Ранее было известно, что бактериальный вирус (бактериофаг) атакует клетку, впрыскивая в неё свою ДНК. Лаборатория Макмиллана обнаружила механизм, с помощью которого бактериальная РНК разрезается на фрагменты специфическим белком; эти фрагменты затем нацеливаются на ДНК вторгшегося вируса.

"Мы начинаем с самого начала, потому что хотим понять, как это работает, и как мы можем использовать это для контроля над ростом бактерий", — сказал Мэтт Шелленберг, постдок из лаборатории Макмиллана.

Эта система, названная CRISPR, может быть полезна как самим бактериям для борьбы с вирусами, так и медикам — для борьбы с бактериальными инфекциями у человека.

Для визуализации ключевого этапа — производства целевых РНК — учёные использовали метод рентгеновской кристаллографии, чтобы получить высокодетальные изображения процесса.

"Бактерии эволюционировали эту систему для защиты от инфекции", — пояснил Макмиллан.

Расшифровка работы системы CRISPR важна для отраслей, использующих бактериальную ферментацию: от производства сыра и йогурта до синтеза сложных фармацевтических препаратов. Эти процессы подвержены риску заражения бактериофагами, что ведёт к потере всей партии продукции. Работа лаборатории может помочь усилить иммунитет «полезных» бактерий.

Следующий шаг — выяснить механизм уничтожения вирусной ДНК.

"Мы хотим использовать уже полученные знания для изучения самого механизма нацеливания. Это сложный путь, и впереди ещё много увлекательной биологии", — говорит Макмиллан.