Люди — не первые, кто перепрофилировал CRISPR

Новое исследование Копенгагенского университета показывает, что люди — не первые, кто нашёл способ использовать преимущества технологии CRISPR. Примитивные бактериальные паразиты делали это миллионы лет.

Исследователи изучили наименее описанную и самую загадочную из шести систем CRISPR-Cas, встречающихся в природе, — систему CRISPR-Cas типа IV. Они обнаружили характеристики, полностью отличающиеся от других систем.

Переопределение CRISPR

До недавнего времени считалось, что CRISPR-Cas — это система защиты, которую бактерии используют для защиты от вторгающихся паразитов, таких как вирусы. Однако теперь выясняется, что CRISPR — это инструмент, который могут использовать для разных целей различные биологические объекты.

Одними из таких объектов являются плазмиды — небольшие молекулы ДНК, которые часто ведут себя как паразиты и, подобно вирусам, нуждаются в бактерии-хозяине для выживания.

Исследование показало, что определённые плазмиды используют системы CRISPR-Cas типа IV, чтобы бороться с другими плазмидами, конкурирующими за одного и того же бактериального хозяина. Это означает, что плазмиды смогли перевернуть систему с ног на голову: вместо защиты бактерий от их паразитов, CRISPR используется для выполнения другой задачи.

«Унизительное осознание»

Это открытие ставит под сомнение представление о том, что системы CRISPR-Cas в природе имеют только одну цель — служить иммунной системой бактерий.

«Мы, люди, только недавно начали использовать природные системы CRISPR-Cas, но, как выяснилось, мы не первые. Эти "примитивные паразиты" использовали их миллионы лет, задолго до человека. Это довольно унизительное осознание», — говорит руководитель исследования Рафаэль Пинилья-Редондо.

Потенциальное применение

Исследователи предполагают, что эти системы можно использовать для борьбы с одной из величайших угроз человечеству — многолекарственно устойчивыми (MDR) бактериями.

Бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам, приобретая гены, которые делают их невосприимчивыми к лечению. Очень часто это происходит, когда плазмиды переносят гены устойчивости к антибиотикам от одной бактерии к другой.

Поскольку система типа IV, по-видимому, эволюционировала, чтобы специфически атаковать плазмиды, её можно перепрофилировать для борьбы с плазмидами, несущими гены устойчивости к антибиотикам. Это возможно, потому что CRISPR можно запрограммировать нацеливаться на конкретную цель.