16 ноября 2020
Z Гранит науки Все выпуски

Ученые установили роль загадочных бактериальных молекулярных комплексов ретронов, они могут открыть путь к новому геномному редактированию


Время выхода в эфир: 16 ноября 2020, 13:06

Функции необычных бактериальных структур, называемых ретронами, оставались неясными на протяжении 30 лет, но сейчас группа израильских исследователей из Института Вейцмана (Weizmann Institute of Science) разрешила эту загадку, сообщает издание Genetic Engineering & Biotechnology News. Ретроны — это стражи иммунной системы, которые гарантируют выживание колонии бактерий, когда в нее попадает вирус, в случае бактерий вирусы называются фагами. Помимо обнаружения новой стратегии, которую используют бактерии для своей защиты от инфекции, ученые выявили много новых ранее неизвестных ретронов, имеющих перспективы использования в геномном редактировании.

Статья об этом исследовании опубликована в журнале Cell. Работа выполнена в лаборатории профессора Ротема Сорека (Rotem Sorek). Будучи генетическими элементами, ретроны включают в себя фермент обратную транскриптазу и некодирующую РНК. Обратная транскриптаза использует эту РНК в качестве матрицы для создания химерной молекулы РНК/ДНК. Сорек с коллегами, открывшие недавно так называемые «очаги сопротивления», участки бактериального генома, где находятся кластеры генов иммунной защиты, искали новые элементы иммунной системы бактерий, помогающие им бороться с вирусной инфекцией. В одном из таких очагов сейчас они обнаружили уникальный ретрон.

Показав, что этот ретрон участвует в защите бактерий от бактериофагов, ученые обнаружили, что ретроны, находящиеся вблизи известных генов иммунной защиты, всегда связаны — физически или функционально — с одним другим геном. И когда этот сопровождающий ген или ретрон мутируют, бактерия утрачивает способность сопротивляться фаговой инфекции эффективно. Идентифицировав около 5 000 ретронов в разных очагах сопротивления многих видов бактерий, авторы начали пересаживать их один за другим в клетки бактерий, лишенные ретронов, и установили, что многие из клеток приобрели в результате этих экспериментов способность защищаться от фаговой инфекции.

Далее выяснилось, что истинная функция ретронов в том, чтобы вызывать самоубийство клетки, столкнувшейся с фагом: если этот механизм срабатывает достаточно быстро, то фаг не успевает размножиться и это спасает остальные клетки бактериальной колонии. По мнению исследователей, ретроны, объединенные с элементами системы CRISPR, могут существенно расширить возможности редактирования геномов: благодаря обратной траскриптазе ретронов редактор сможет производить больше копий любой желаемой последовательности ДНК, которая будет вставляться в нужное место. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».



Загрузка комментариев...

Самое обсуждаемое

Популярное за неделю

Сегодня в эфире