Strategia bakterii jest dość interesująca: gdy gronkowiec zobaczy wirusa, może go wykorzystać wielu
Jednak nowe badania to pokazująStrategie obrony bakteryjnej działają w tandemie. Naukowcy odkryli, że istnieje zaskakujący poziom współpracy między systemem CRISPR-Cas a inną ważną strategią obrony bakterii, znaną jako enzymy restrykcyjne.
Badane są oba typy obrony przed bakteriamicałkiem dawno temu. W latach 70. naukowcy wykorzystali enzymy restrykcyjne do opracowania nowego narzędzia zwanego rekombinowanym DNA, które umożliwiło klonowanie i badanie poszczególnych genów. A 10 lat temu technologia oparta na CRISPR-Cas zrewolucjonizowała bionaukę, zapewniając naukowcom środki do edycji genomów w żywych komórkach i organizmach.
Jednak dopiero teraz naukowcy odkryli, żestrategie zabijania wirusów przez bakterie działają lepiej razem niż pojedynczo. Gdy gronkowce są chronione tylko przez enzymy restrykcyjne, ich ochrona jest krótkotrwała, ponieważ niektóre wirusy w końcu zaczną chronić swoje DNA – a po pewnym czasie, jak pokazują ich badania, liczba bakterii rosnących w naczyniach zacznie się zmniejszać. Jeśli bakteria ma dostęp do obu systemów, szybko się regeneruje.
Wyniki badania pokazują, że enzymyOgraniczenia pełnią dwie funkcje: działają jako pierwsza linia obrony i przygotowują materiał potrzebny CRISPR-Cas do dokładnego namierzenia wirusa. Enzymy restrykcyjne są w stanie ciąć krótkie sekwencje DNA, więc bakteria wykorzystuje je, gdy tylko wirus dostanie się do komórki bakteryjnej. CRISPR-Cas, bardziej zaawansowany system, pojawi się później. Segmenty, wcześniej skrócone przez enzymy restrykcyjne, pomagają silnikowi CRISPR-Cas wygenerować molekularny punkt orientacyjny potrzebny do znalezienia wirusów i powstrzymania infekcji.
„Ten mechanizm przypomina naszwieloaspektowa odpowiedź immunologiczna, mówi Marraffini. „Obejmuje to tymczasową pierwszą linię obrony przed aktywacją drugiej, bardziej solidnej reakcji adaptacyjnej”.
„To trochę jak szczepienie” – mówi Marraffini. „Enzym restrykcyjny tnie małe kawałki wirusa, które CRISPR użyje następnie do stworzenia odpowiedzi adaptacyjnej”.
Uzyskane wyniki mogą nie tylko pomóczrozumieć, w jaki sposób gronkowiec chroni się przed wirusami. Daje to naukowcom szansę na lepsze przygotowanie się do obrony przed samym gronkowcem, gatunkiem znanym ze swojej zdolności do uodparniania się na antybiotyki.
W zeszłym roku zespół Marraffini odkrył, żebakteria wykorzystuje swój system CRISPR-Cas nie tylko do ochrony przed wirusami, ale także do rozwoju oporności wielolekowej. Lepsze zrozumienie systemu może pewnego dnia pozwolić naukowcom manipulować nim za pomocą leków zwalczających infekcje gronkowcem, które sprzeciwiają się wszelkim innym metodom leczenia.
Czytaj więcej
„James Webb” zrobił najczystsze zdjęcie gwiazdy w historii
Rozwój moskiewskich radiologów w zakresie sztucznej inteligencji stał się podstawą federalnych standardów
Ładowanie kwantowe pozwoli na rekordowo szybkie ładowanie pojazdów elektrycznych