Бактериальная система защиты DdmDE может стать основой для нового метода редактирования генома
Ученые детально описали механизм бактериальной защиты от плазмид, который рассматривают как перспективную платформу для разработки нового метода редактирования генома.
Система DdmDE состоит из двух белков, которые совместно инактивируют плазмиды — небольшие молекулы ДНК, обменивающиеся генетической информацией между бактериальными штаммами. Хотя плазмиды дают эволюционные преимущества, бактерии-хозяева могут воспринимать их как угрозу.
Исследователи установили, что один белок (DdmE) использует короткий фрагмент ДНК — guide DNA (ДНК-гид) — для распознавания целевой плазмиды и создания на ней "пузырька" из одной цепи. Этот комплекс привлекает второй белок (DdmD), который связывается со свободной цепью плазмиды. После связывания DdmD расщепляется на две молекулы, каждая из которых разрезает плазмиду на фрагменты.
Предварительные данные указывают, что фрагменты плазмид после разрезания DdmD могут сами служить guide DNA для DdmE, создавая петлю положительной обратной связи для усиления защиты.
Исследование выявило два ключевых компонента, привлекательных для геномного редактирования:
- Guide DNA — более стабильна и дешева в синтезе, чем часто используемая guide RNA.
- Белок DdmE достаточно мал для доставки в клетки млекопитающих для детекции ДНК и редактирования генов.
"Эта система имеет большой потенциал для разработки в инструмент редактирования генома. Мы сейчас тестируем, можно ли её перепрограммировать в полезную технологию", — сказал Тяньминь Фу, соавтор исследования.
Работа опубликована 21 августа в журнале Cell. В качестве модели использовали бактерию Vibrio cholerae, а механизм изучали с помощью криоэлектронной микроскопии.