Учёные открыли новый способ борьбы вирусов с бактериями
Международная команда исследователей под руководством профессора Питера Файнерана из Университета Отаго и доктора Рафаэля Пинильи-Редондо из Копенгагенского университета опубликовала в журнале Nature исследование, раскрывающее новый механизм подавления вирусами CRISPR-Cas иммунной системы бактерий.
Как работает CRISPR-Cas и новая тактика вирусов
- CRISPR-Cas — это иммунная система бактерий, защищающая их от заражения бактериофагами (вирусами бактерий). Она создаёт «банк памяти» из фрагментов ДНК прошлых инфекций, чтобы идентифицировать и уничтожить тот же фаг при повторной атаке.
- Ранее было известно, что фаги вырабатывают белковые анти-CRISPR, блокирующие иммунные комплексы бактерий.
- Новое исследование показало, что некоторые фаги несут в своих геномах CRISPR-повторяющиеся последовательности. При заражении они «загружают» бактерии молекулами РНК, созданными на основе этих повторов.
- Эти РНК-анти-CRISPR действуют как «молекулярные мимикри» или «ловушки». Они связываются с белками CRISPR-Cas, но формируют нефункциональный комплекс, «ослепляя» иммунную систему и позволяя фагу размножаться.
Потенциальное значение открытия
- Контроль над CRISPR-Cas-технологиями: Открытие представляет первую доказанную РНК-анти-CRISPR. Такие последовательности короче белковых аналогов и, поскольку основаны на известных CRISPR-повторах, открывают возможность конструирования РНК-анти-CRISPR для любых CRISPR-Cas систем. Это может стать «предохранительным выключателем» для более точного и безопасного управления технологиями редактирования генов.
- Альтернатива антибиотикам: Фаги можно использовать как антимикробные агенты против патогенных бактерий. Если у бактерии активна система CRISPR-Cas, для её нейтрализации потребуются фаги с соответствующими анти-CRISPR. Возможность создавать «анти-CRISPR на заказ» расширит инструментарий для фаговой терапии.
Как отметил соавтор работы доктор Дэвид Майо-Муньос, это открытие даёт лучшее понимание того, как можно остановить CRISPR-Cas защиту, и может быть использовано для повышения безопасности редактирования генов.