«Исследователи показали наличие связи между двумя компонентами системы бактериальной защиты CRISPR-Cas, один из которых уничтожает генетически чужеродные элементы, например, вирусы, а другой сохраняет эти элементы "в памяти" бактерии, записывая фрагменты их ДНК в специальную участок бактериального генома. За счет обнаруженной авторами связи бактериям удается эффективно обновлять свою иммунную память в случае заражения мутантными вариантами вируса, которые научились обходить защиту CRISPR-Cas», – говорится в сообщении.
Благодаря CRISPR-Cas бактерии становятся устойчивыми к вирусам (бактериофагам). Эта система разрушает ДНК ранее встречавшихся ей вирусов, сравнивая их со спейсерами – короткими фрагментами генетической информации, которые хранятся в особой части бактериального генома. При повторных заражениях CRISPR-Cas использует спейсеры для борьбы с возбудителями. Два этапа работы системы, приобретение спейсеров и их использование для защиты от заражения, называются адаптацией и интерференцией соответственно.
Чтобы избежать защитного действия CRISPR-Cas, фаги быстро мутируют. Поэтому для поддержания эффективной защиты система CRISPR-Cas должна постоянно обновлять набор спейсеров и делать это быстрее, чем возникают новые, мутантные варианты фагов. Для этого выработался специальный механизм праймированной адаптации, в процессе которой спейсеры стимулируют активное формирование дополнительных спейсеров.
Предполагалось, что праймированная адаптация требует тесной координации между частями механизма CRISPR, отвечающими за уничтожение чужеродных элементов и за сохранение их фрагментов в памяти. В своей новой работе ученые смогли подтвердить существование такого «праймингового комплекса», включающего в себя как белки Cas1-Cas2, отвечающие за приобретение новых спейсеров, так и белок Cas3, который расщепляет "вражескую» ДНК после ее узнавания существующими спейсерами.
«Полученный нами результат имеет принципиальное значение, поскольку мы установили наличие связи, координации между процессами интерференции и адаптации. <...> Наши результаты также показывают, как можно повысить эффективность CRISPR адаптации, а это важно для различных применений в синтетической биологии, например, при использовании бактерий для хранения информации», – рассказала Ольга Мушарова, один из авторов статьи, научный сотрудник Сколковского института науки и технологий.
Источник: nauka.tass.ru
