Ученые открыли новые подробности работы иммунитета бактерий

Ученые из России и США под руководством директора Центра системной биомедицины и биотехнологий Сколтеха, профессора Константина Северинова выявили новые особенности системы иммунитета бактерий, CRISPR-Cas, которые могут помочь в эпидемиологических исследованиях. Об этом сообщила в среду пресс-служба Сколтеха. Результаты работ опубликованы в журнале Nucleic Acids Research. "Результаты исследования могут оказаться полезными при создании новых бактериальных штаммов и для эпидемиологических исследований", - приводит пресс-релиз слова Ольги Мушаровой, аспирантки Сколтеха, одного из авторов статьи. CRISPR-Cas системы защищают бактерии от вирусов. CRISPR-Cas система состоит из участка ДНК бактерии, который называется "CRISPR-кассета" и генов Cas-белков. В CRISPR-кассете находятся копии участков вирусных генов - спейсеры, своеобразные слепки с участков вирусных генов. Если последовательность спейсера совпадает с последовательностью чужеродной ДНК, которая появилась в клетке, Cas-белки могут распознать ее и разрезать. Статья аспирантки Сколтеха Ольги Мушаровой посвящена тому, как спейсеры, соответствующие чужеродной ДНК, попадают в CRISPR-кассету. Встраивание спейсеров происходит в то время, когда инфицированная клетка пытается бороться с вирусом, разрезая его ДНК. Как показало исследование другой группы из Сколтеха, разрезание чужеродного гена в одном месте не гарантирует обезвреживания агрессора - в некоторых случаях почти все атакованные бактерии гибнут, хотя у них есть нужный спейсер. Но Мушарова и ее коллеги проследили механизм защиты, при котором белки Cas в несколько этапов разрезают почти всю чужеродную последовательность, делая из нее множество новых спейсеров. Эти новые спейсеры встраиваются в CRISPR-кассету, что дает клетке и ее потомкам возможность эффективнее бороться с вирусом. Прежде этот механизм не исследовали in vivo, то есть, на живых бактериях, и не получали полную картину процесса. "Наши результаты дали возможность построить полную модель CRISPR-иммунитета - от исходной "вакцинации", то есть, приобретения нового спейсера, до разрушения ДНК вируса во время последующих инфекций", - сказала Мушарова. В настоящее время системы CRISPR-Cas используются в генной инженерии для точного редактирования ДНК и создания организмов с заданными свойствами. Кроме того, CRISPR-Cas можно использовать для лечения заболеваний с генетической природой - с помощью белков Cas можно вырезать из последовательности ДНК нежелательные мутации.