Инструмент для редактирования генов CRISPR перепрофилирован для создания лучших антибиотиков
Исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон и Калифорнийского университета в Сан-Франциско перепрофилировали инструмент для редактирования генов CRISPR, чтобы изучать, какие гены являются мишенями для конкретных антибиотиков. Это дает подсказки, как улучшить существующие препараты или создать новые.
Устойчивость болезнетворных патогенов к текущим антибиотикам — растущая проблема, которая, по оценкам, ежегодно угрожает миллионам жизней и обходится США более чем в $2 млрд.
Новая техника, названная Mobile-CRISPRi, позволяет ученым скринировать функцию антибиотиков в широком спектре патогенных бактерий.
Используя форму бактериального «полового процесса» — конъюгацию, — исследователи перенесли Mobile-CRISPRi из обычных лабораторных штаммов в разнообразные бактерии, включая малоизученный микроб Vibrio casei, обитающий на корках сыра. Эта легкость переноса делает технику ценным инструментом для изучения множества бактерий, вызывающих болезни или способствующих здоровью.
Система снижает выработку белка из целевых генов, позволяя исследователям определить, как антибиотики подавляют рост патогенов. Это знание может помочь направить исследования на преодоление устойчивости к существующим лекарствам.
В отличие от обычного CRISPR для редактирования генов, в методе используется «обезвреженная» форма CRISPRi. Она не может разрезать ДНК, а просто блокирует доступ других белков к определенному гену, снижая его экспрессию.
Исследователи показали, что если уменьшить количество белка, на который нацелен антибиотик, бактерии становятся гораздо более чувствительными к низким уровням препарата — это свидетельствует о связи между геном и лекарством. Таким образом можно скринировать тысячи генов как потенциальные мишени антибиотиков.
С помощью конъюгации команда успешно перенесла Mobile-CRISPRi в патогены Pseudomonas, Salmonella, Staphylococcus и Listeria.
Успешный перенос системы в V. casei с сырной корки демонстрирует, что Mobile-CRISPRi может быть полезен для множества ранее малоизученных бактерий — как вредных, так и полезных.
Теперь система доступна для других исследователей, изучающих микробы по своему выбору. Результаты работы опубликованы 7 января в журнале Nature Microbiology.