Die Strategie des Bakteriums ist recht interessant: Sobald der Staphylokokkus das Virus sieht, kann er viele davon nutzen
Neue Untersuchungen zeigen dies jedochDie bakteriellen Abwehrstrategien arbeiten Hand in Hand. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass es ein überraschendes Maß an Zusammenarbeit zwischen dem CRISPR-Cas-System und einer anderen wichtigen bakteriellen Abwehrstrategie, den Restriktionsenzymen, gibt.
Beide Arten der bakteriellen Abwehr werden untersuchtvor ziemlich langer Zeit. In den 1970er Jahren verwendeten Wissenschaftler Restriktionsenzyme, um ein neues Werkzeug namens rekombinante DNA zu entwickeln, das es ermöglichte, einzelne Gene zu klonen und zu untersuchen. Und vor 10 Jahren revolutionierte die auf CRISPR-Cas basierende Technologie die Biowissenschaften, indem sie Wissenschaftlern die Möglichkeit gab, Genome in lebenden Zellen und Organismen zu bearbeiten.
Das haben Wissenschaftler allerdings erst jetzt herausgefundenStrategien zum Abtöten von Viren durch Bakterien funktionieren besser zusammen als einzeln. Wenn Staphylokokken nur durch Restriktionsenzyme geschützt werden, ist ihr Schutz nur von kurzer Dauer, da einige Viren schließlich beginnen, ihre DNA zu schützen – und nach einer Weile, wie ihre Studie zeigt, werden die Bakterien, die in den Gerichten wachsen, abnehmen. Hat das Bakterium Zugang zu beiden Systemen, erholt es sich schnell.
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die EnzymeBeschränkungen erfüllen zwei Funktionen: Sie fungieren als erste Verteidigungslinie und bereiten das Material vor, das CRISPR-Cas benötigt, um das Virus genau anzugreifen. Restriktionsenzyme sind in der Lage, kurze DNA-Sequenzen zu spalten, sodass das Bakterium sie verwendet, sobald das Virus in die Bakterienzelle eindringt. CRISPR-Cas, ein ausgefeilteres System, wird später folgen. Die Segmente, die zuvor durch Restriktionsenzyme abgeschnitten wurden, helfen der CRISPR-Cas-Engine, den molekularen Orientierungspunkt zu erzeugen, der erforderlich ist, um Viren zu finden und Infektionen zu stoppen.
„Dieser Mechanismus ähnelt unserem eigenenfacettenreiche Immunantwort, sagt Marraffini. "Dies beinhaltet eine vorübergehende erste Verteidigungslinie, bevor eine zweite, robustere adaptive Reaktion aktiviert wird."
„Das ist ein bisschen wie impfen“, sagt Marraffini. „Das Restriktionsenzym schneidet kleine Stücke des Virus, die CRISPR dann verwenden wird, um eine adaptive Reaktion zu erzeugen.“
Die erzielten Ergebnisse können nicht nur helfenverstehen, wie sich Staphylokokken vor Viren schützen. Dies gibt Wissenschaftlern die Möglichkeit, sich besser auf die Abwehr von Staphylokokken selbst vorzubereiten, einer Spezies, die für ihre Fähigkeit bekannt ist, gegen Antibiotika resistent zu werden.
Letztes Jahr hat das Marraffini-Team das herausgefundenDas Bakterium nutzt sein CRISPR-Cas-System nicht nur zum Schutz vor Viren, sondern auch zur Entwicklung von Multiresistenzen. Ein besseres Verständnis des Systems könnte es Wissenschaftlern eines Tages ermöglichen, es mit Medikamenten zu manipulieren, um Staphylokokkeninfektionen zu bekämpfen, die sich jeder anderen Behandlung entziehen.
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