Η στρατηγική του βακτηρίου είναι αρκετά ενδιαφέρουσα: μόλις ο σταφυλόκοκκος δει τον ιό, μπορεί να χρησιμοποιήσει πολλούς
Ωστόσο, νέα έρευνα δείχνει ότιΟι στρατηγικές βακτηριακής άμυνας λειτουργούν παράλληλα. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι υπάρχει ένα εκπληκτικό επίπεδο συνεργασίας μεταξύ του συστήματος CRISPR-Cas και μιας άλλης σημαντικής στρατηγικής βακτηριακής άμυνας που είναι γνωστή ως ένζυμα περιορισμού.
Και οι δύο τύποι βακτηριακής άμυνας διερευνώνταιπριν από πολύ καιρό. Στη δεκαετία του 1970, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένζυμα περιορισμού για να αναπτύξουν ένα νέο εργαλείο που ονομάζεται ανασυνδυασμένο DNA που κατέστησε δυνατή την κλωνοποίηση και τη μελέτη μεμονωμένων γονιδίων. Και πριν από 10 χρόνια, η τεχνολογία που βασίζεται στο CRISPR-Cas έφερε επανάσταση στη βιοεπιστήμη παρέχοντας στους επιστήμονες τα μέσα για την επεξεργασία γονιδιωμάτων σε ζωντανά κύτταρα και οργανισμούς.
Ωστόσο, μόνο τώρα οι επιστήμονες το ανακάλυψαν αυτόΟι στρατηγικές για τη θανάτωση των ιών από βακτήρια λειτουργούν καλύτερα από κοινού παρά μεμονωμένα. Όταν οι σταφυλόκοκκοι προστατεύονται μόνο από ένζυμα περιορισμού, η προστασία τους είναι βραχύβια επειδή ορισμένοι ιοί θα αρχίσουν τελικά να προστατεύουν το DNA τους - και μετά από λίγο, όπως δείχνει η μελέτη τους, τα βακτήρια που αναπτύσσονται στα πιάτα θα αρχίσουν να μειώνονται. Εάν το βακτήριο έχει πρόσβαση και στα δύο συστήματα, ανακάμπτει γρήγορα.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι τα ένζυμαΟι περιορισμοί εξυπηρετούν δύο λειτουργίες: λειτουργούν ως η πρώτη γραμμή άμυνας και προετοιμάζουν το υλικό που χρειάζεται το CRISPR-Cas για να στοχεύσει με ακρίβεια τον ιό. Τα περιοριστικά ένζυμα είναι σε θέση να διασπούν σύντομες αλληλουχίες DNA, έτσι το βακτήριο τις χρησιμοποιεί μόλις ο ιός εισέλθει στο βακτηριακό κύτταρο. Το CRISPR-Cas, ένα πιο εξελιγμένο σύστημα, θα έρθει αργότερα. Τα τμήματα, που προηγουμένως είχαν περικοπεί από ένζυμα περιορισμού, βοηθούν τον κινητήρα CRISPR-Cas να δημιουργήσει το μοριακό ορόσημο που απαιτείται για την εύρεση ιών και τη διακοπή της μόλυνσης.
«Αυτός ο μηχανισμός μοιάζει με τον δικό μαςπολύπλευρη ανοσολογική απόκριση, λέει ο Marraffini. "Αυτό περιλαμβάνει μια προσωρινή πρώτη γραμμή άμυνας πριν από την ενεργοποίηση μιας δεύτερης, πιο ισχυρής προσαρμοστικής απόκρισης."
«Είναι λίγο σαν να εμβολιάζεσαι», λέει ο Marraffini. «Το ένζυμο περιορισμού κόβει σε μικρά κομμάτια του ιού, τα οποία στη συνέχεια θα χρησιμοποιήσει το CRISPR για να δημιουργήσει μια προσαρμοστική απόκριση».
Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται δεν μπορούν μόνο να βοηθήσουνκατανοήσουν πώς ο σταφυλόκοκκος προστατεύεται από τους ιούς. Αυτό δίνει στους επιστήμονες την ευκαιρία να προετοιμαστούν καλύτερα για να αμυνθούν από τον ίδιο τον σταφυλόκοκκο, ένα είδος γνωστό για την ικανότητά του να γίνεται ανθεκτικό στα αντιβιοτικά.
Πέρυσι, η ομάδα Marraffini το ανακάλυψε αυτότο βακτήριο χρησιμοποιεί το σύστημά του CRISPR-Cas όχι μόνο για την προστασία από ιούς, αλλά και για την ανάπτυξη ανθεκτικότητας σε πολλά φάρμακα. Μια καλύτερη κατανόηση του συστήματος μπορεί μια μέρα να επιτρέψει στους επιστήμονες να το χειριστούν με φάρμακα για την καταπολέμηση των λοιμώξεων από σταφυλόκοκκο που αψηφούν οποιαδήποτε άλλη θεραπεία.
Διαβάστε περισσότερα
Ο «James Webb» τράβηξε την πιο καθαρή φωτογραφία ενός σταρ στην ιστορία
Οι εξελίξεις των ακτινολόγων της Μόσχας στο AI έγιναν η βάση των ομοσπονδιακών προτύπων
Η κβαντική φόρτιση θα επιτρέψει τη γρήγορη φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων που θα σπάσει ρεκόρ