האסטרטגיה של החיידקים מעניינת למדי: ברגע שהסטפילוקוקוס רואה את הנגיף, הוא יכול להשתמש ברבים
עם זאת, מחקר חדש מראה זאתאסטרטגיות ההגנה החיידקיות פועלות במקביל. מדענים גילו שקיימת רמה מפתיעה של שיתוף פעולה בין מערכת CRISPR-Cas לבין אסטרטגיית הגנה חשובה נוספת של חיידקים המכונה אנזימים הגבלה.
שני סוגי הגנות החיידקים נחקריםלפני די הרבה זמן. בשנות ה-70, מדענים השתמשו באנזימי הגבלה כדי לפתח כלי חדש שנקרא DNA רקומביננטי שאיפשר לשבט ולחקור גנים בודדים. ולפני 10 שנים, טכנולוגיה המבוססת על CRISPR-Cas חוללה מהפכה במדעי הביולוגי בכך שסיפקה למדענים את האמצעים לערוך גנומים בתאים חיים ובאורגניזמים.
Однако только сейчас ученые обнаружили, что אסטרטגיות להרג וירוסים על ידי חיידקים פועלות טוב יותר ביחד מאשר בנפרד. כאשר סטפילוקוקים מוגנים רק על ידי אנזימי הגבלה, ההגנה עליהם היא קצרת מועד מכיוון שחלק מהנגיפים יתחילו בסופו של דבר להגן על ה-DNA שלהם - ולאחר זמן מה, כפי שמראה המחקר שלהם, החיידקים הגדלים בכלים יתחילו להצטמצם. אם לחיידק יש גישה לשתי המערכות, הוא מתאושש במהירות.
תוצאות המחקר מראות שהאנזימיםההגבלות ממלאות שתי תפקידים: הן פועלות כקו ההגנה הראשון ומכינות את החומר הדרוש ל-CRISPR-Cas כדי למקד במדויק את הנגיף. אנזימי הגבלה מסוגלים לבקע רצפי DNA קצרים, ולכן החיידק משתמש בהם ברגע שהנגיף חודר לתא החיידק. CRISPR-Cas, מערכת מתוחכמת יותר, תגיע מאוחר יותר. המקטעים, שקודמו בעבר על ידי אנזימי הגבלה, עוזרים למנוע CRISPR-Cas ליצור את ציון הדרך המולקולרי הדרוש כדי למצוא וירוסים ולעצור זיהום.
"המנגנון הזה דומה למנגנון שלנותגובה חיסונית רב-גונית, אומר מרפיני. "זה כולל קו הגנה ראשון זמני לפני הפעלת תגובה אדפטיבית שנייה וחזקה יותר".
"זה קצת כמו להתחסן", אומר מרפיני. "אנזים ההגבלה חותך חתיכות קטנות של הנגיף, ש-CRISPR ישתמש בהם כדי ליצור תגובה אדפטיבית."
התוצאות המתקבלות יכולות לא רק לעזורלהבין כיצד סטפילוקוק מגן על עצמו מפני וירוסים. זה נותן למדענים הזדמנות להתכונן טוב יותר להגן על עצמם מפני סטפיח עצמו, מין הידוע ביכולתו להפוך לעמיד בפני אנטיביוטיקה.
בשנה שעברה, צוות מרפיני גילה את זההחיידק משתמש במערכת CRISPR-Cas שלו לא רק כדי להגן מפני וירוסים, אלא גם כדי לפתח עמידות לריבוי תרופות. הבנה טובה יותר של המערכת עשויה יום אחד לאפשר למדענים לעשות עליה מניפולציות באמצעות תרופות כדי להילחם בזיהומי staph שמתנגדים לכל טיפול אחר.
קרא עוד
"ג'יימס ווב" צילם את התמונה הברורה ביותר של כוכב בהיסטוריה
פיתוחים של רדיולוגים במוסקבה בנושא AI הפכו לבסיס של תקנים פדרליים
טעינה קוונטית תאפשר טעינה מהירה שוברת שיאים של רכבים חשמליים