Ножницы застревают: ещё один способ использования CRISPR/Cas9 бактериями

CRISPR/Cas9, известный как точный инструмент для редактирования генов, изначально является частью иммунной системы бактерий для защиты от бактериофагов путём разрезания их ДНК.

Учёные из Медицинской школы Университета Эмори и Института науки о патогенах Общества Макса Планка обнаружили, что компонент-«ножницы» CRISPR/Cas9 иногда застревает.

Фермент Cas9, разрезающий ДНК, также может блокировать активность генов без разрезания. У патогенной бактерии Francisella novicida Cas9 регулирует гены, которые необходимо отключить, чтобы бактерия могла вызывать заболевание.

Результаты опубликованы 27 июня в Molecular Cell.

Исследователи выяснили, что у F. novicida Cas9 регулирует всего четыре гена, которые должны быть выключены для развития болезни. В своей роли «ножниц» для защиты от фагов Cas9 направляется РНК, комплементарной цели. При блокировке активности генов Cas9 использует другую направляющую РНК, которая из-за своей меньшей длины не позволяет ножницам разрезать ДНК.

В других типах бактерий Cas9 также важен для способности вызывать заболевание.

«Эти данные позволяют предположить, что включение и выключение генов может быть широкой функцией Cas9 у разнообразных бактерий», — говорит аспирантка Ханна Ратнер, первый автор статьи.

Кроме того, исследователям удалось перепрограммировать Cas9 для подавления нового гена-мишени, который обеспечивает бактерии устойчивость к антибиотику последней линии, что вновь сделало бактерии чувствительными к лечению.

«Программируемость одного и того же белка для множества различных функций подчёркивает и расширяет невероятную универсальность Cas9 для приложений геномной инженерии», — отмечает Ратнер.