Раскрыта тайна ретронов: молекулы-"стражи" в бактериях
Гибридные структуры, называемые ретронами (половина — РНК, половина — одноцепочечная ДНК), найдены у многих видов бактерий. Спустя ~35 лет после их открытия учёные из Института Вейцмана выяснили их функцию: ретроны — это элементы иммунной системы, которые защищают бактериальную колонию от вирусов (бактериофагов).
Ключевые открытия
- Связь с иммунитетом: Исследователи обнаружили, что гены ретронов часто расположены в геномных "островах защиты" рядом с другими генами иммунной системы.
- Механизм защиты: Ретрон не обнаруживает фаг напрямую. Он отслеживает состояние ключевого иммунного комплекса RecBCD. Если фаг нарушает его работу, ретрон активирует связанный с ним ген, что приводит к самоуничтожению заражённой клетки (абортивной инфекции). Это спасает остальную колонию.
- Аналогия с растениями: Эта стратегия "стража", убивающего клетку при нарушении работы определённого иммунного компонента, удивительно похожа на механизм, используемый в иммунной системе растений.
- Масштаб находки: Учёные идентифицировали около 5000 ретронов у различных бактерий, многие из которых были неизвестны ранее.
Значение для науки
- Фундаментальное: Решена давняя загадка биологии — определена естественная функция ретронов.
- Биотехнологическое: Ретроны уже используются для синтеза одноцепочечной ДНК в лабораториях. Новое разнообразие обнаруженных ретронов может расширить инструментарий для редактирования генов (включая CRISPR), предоставив более эффективные шаблоны для конкретных задач.
Исследование опубликовано в журнале Cell.