Разгадана тайна CRISPR: новый союзник в борьбе с устойчивостью к антибиотикам

Международная коллаборация под руководством Университета Копенгагена пролила свет на самые загадочные CRISPR-Cas системы — системы типа IV. В отличие от других, они не разрезают ДНК, но их уникальная функция открывает перспективы в борьбе с устойчивостью к антибиотикам.

Решение загадки отсутствующих компонентов

Системы типа IV — «странные кузены» среди CRISPR-Cas. Им не хватает модуля для создания иммунной памяти и компонента для разрезания ДНК, которые прославили CRISPR. Вместо нуклеазных «ножниц» они содержат хеликазу DinG — белок, раскручивающий ДНК.

Ключевые открытия:

• Нет разрезания, есть «заглушение»: Исследователи обнаружили, что системы типа IV не режут ДНК, а подавляют экспрессию генов в целевых участках. Это уникальная функциональность.
• Кража памяти: Эти системы могут обойти отсутствие собственного модуля памяти, «захватывая» совместимые модули у других, лишь отдаленно родственных CRISPR-Cas систем в бактерии-хозяине.

Перспективный инструмент CRISPR против супербактерий

Системы типа IV в природе имеют выраженную склонность нацеливаться на плазмиды, а не на бактериальные вирусы. Целевые плазмиды часто несут гены устойчивости к антибиотикам, как у больничных супербактерий.

Вдохновившись этой естественной функцией, ученые перепрограммировали систему типа IV, чтобы селективно «заглушить» гены устойчивости у высокорискованного патогена, выделенного от госпитализированных пациентов.

«Наши результаты показывают, что системы типа IV обладают потенциалом как новое средство борьбы с устойчивостью к антибиотикам, поскольку нам удалось повторно сделать важный патоген чувствительным к лечению антибиотиками», — говорит профессор Серен Соренсен, соавтор исследования.

Исследование стало результатом междисциплинарного сотрудничества семи международных групп. Устойчивость к противомикробным препаратам, по оценкам, является прямой причиной более 1 миллиона смертей ежегодно из-за неэффективности лечения.