Бактерии в кишечнике редко обновляют свои CRISPR-системы защиты

Исследование MIT показало, как бактерии кишечного микробиома адаптируют свои CRISPR-защитные системы. Учёные обнаружили, что в лабораторных условиях бактерии могут добавлять новые последовательности для распознавания вирусов (спейсеры) примерно раз в день. Однако в кишечнике человека этот процесс происходит гораздо медленнее — в среднем, один новый спейсер за 2.7–2.9 года.

Ключевые выводы:

• Низкая скорость обновления CRISPR в кишечнике связана с редкими встречами бактерий и бактериофагов. Это объясняется регулярным «разбавлением» среды при приёме пищи и пространственным распределением микробов.
• Исследователи выявили вид Bifidobacteria longum, который недавно приобрёл до шести спейсеров против двух специфических бактериофагов. Этот процесс был обусловлен горизонтальным переносом генов между бактериями.
• Результаты ставят под вопрос, является ли CRISPR главной системой защиты кишечных бактерий, и подчёркивают важность бактериальных взаимодействий для развития устойчивости к вирусам.

Значение для медицины: Понимание иммунной защиты микробов может помочь в разработке более эффективных методов лечения, таких как трансплантация фекальной микробиоты. Учёные предлагают создавать терапевтические микробы, устойчивые к преобладающим в конкретном пациенте бактериофагам.

Исследование опубликовано в журнале Cell Genomics. Ведущий автор — Ань-Ни Чжан, старший автор — Эрик Алм.