Обнаружены компактные системы CRISPR у одних из самых маленьких микробов в мире

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили простые системы CRISPR, похожие на CRISPR-Cas9 — инструмент для редактирования генов, который произвел революцию в биологии. Системы найдены у ранее не изученных бактерий, которые не удавалось культивировать в лаборатории.

Новые системы очень компактны, что соответствует их присутствию у одних из самых маленьких форм жизни на планете. Если их можно будет перепрограммировать, как CRISPR-Cas9, их малый размер может облегчить доставку в клетки для редактирования ДНК, расширив доступный исследователям и врачам инструментарий.

Ключевые открытия:

  • Обнаружены две новые компактные системы с белками CasX и CasY.
  • CasY найден в огромной группе недавно признанных бактерий — кандидатных филумах радиации (CPR), которые могут составлять половину всего бактериального разнообразия.
  • CasX обнаружен у бактерий из известных филумов, живущих в грунтовых водах и осадке.
  • Впервые найдена система CRISPR-Cas9 у наноархей — одних из самых маленьких микробов в мире (сестринская группа бактериям).

Значение открытия:

  • Количество известных простых и компактных систем CRISPR-Cas, потенциально полезных в качестве инструментов, почти удвоилось.
  • Системы найдены в крупной ветви бактериального древа жизни, открывая доступ к целому миру некультивируемых в лаборатории микробов.
  • Обнаружение в некультивируемых организмах указывает на «невообразимое сокровище» других белков и биохимических систем, ожидающих открытия.

Методология:

Открытие сделано путем анализа метагеномных баз данных, собранных за 15 лет, содержащих тысячи геномов микробов (в основном некультивируемых бактерий и архей). Ученые искали последовательности, похожие на кодирующие белок Cas9, но не входящие в известные системы.

Дальнейшие шаги:

Исследователи уже воссоздали системы CasX и CasY в бактериях E. coli и подтвердили, что они защищают клетки от чужеродной ДНК. В Innovative Genomics Institute при университете изучают биохимию этих систем, чтобы создать новый инструмент для редактирования генов, дополняющий CRISPR-Cas9.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

2016-12-23