Исследователи обнаружили новые иммунные системы в бактериях
Бактерии защищают себя от фагов-вирусов, которые нападают на бактериальные клетки — в течение миллиардов лет, и разблокирование иммунных механизмов, которые они используют для защиты, привело к разработке мощных инструментов молекулярной биологии, таких как рестрикционные ферменты и CRISPR-Cas9. Теперь исследователи сообщают, что они обнаружили еще десять иммунных систем, которые бактерии используют для защиты от фагов, открывая возможность добавления новых инструментов в набор молекулярной биологии.
Определение бактериальных систем защиты
Бактерии имеют множество сложных способов защиты от фагов, но неизвестно, сколько еще ждет открытия. Ученые стремились к всестороннему определению бактериальных противофазных систем защиты. Они проанализировали приблизительно 45 000 геномов от бактерий и археев, рассматривая кластеры генов, которые расположены вблизи так называемых «островов защиты», где обнаружены ранее обнаруженные защитные гены. Когда они натолкнулись на гены, которые выглядели многообещающими как иммунные участники, исследователи перенесли их в модельные бактерии организма, а затем напали на них, чтобы проверить свои функции. Из двадцати шести противофазных систем, которые они тестировали, девять оказались вовлеченными в противофазный иммунитет, а один — в антиплазмидную защиту. Хотя другие шестнадцать систем не предотвращали появление патогенов во время анализа, все же возможно, что они могут быть действительными системами защиты. Возможно, эти системы нуждаются в том, что закодировано в геноме происхождения, которого нет в модельном организме. Еще одна возможность заключается в том, что промоутеры систем или других элементов не функционируют правильно в принимающем организме.
Инструменты молекулярной биологии
Исследователи полагают, что как только механизмы действия будут лучше поняты, грани иммунной системы могут быть приняты как инструменты молекулярной биологии. Например, открытия рестрикционных ферментов и, позднее, CRISPR-Cas9, оба из которых были адаптированы из бактериальных иммунных систем — революционизировали молекулярную биологию. Всякий раз, когда обнаруживается сложная иммунная система и ее механизм в конечном итоге понимается, она может стать очень эффективным инструментом. Иммунные системы должны быть избирательными в определении конкретных молекул, чтобы функционировать хорошо. В молекулярной биологии это именно то, что нам нужно. Исследование очень значительно с научной точки зрения, но вы осознаете, что есть законное влияние. Очевидно, что, поскольку люди характеризуют эти системы и распутывают биологию механизма действия, есть огромный потенциал, чтобы превратить некоторые из них в технологические электростанции и следующее поколение молекулярных инструментов, полученных из взаимодействия фагов. Чем больше альтернатив, доступных CRISPR, тем лучше. Дальнейшее наше понимание бактериальной защиты может иметь более широкое применение. Чем больше мы понимаем эти типы систем, тем больше мы можем думать о способах обойти их с точки зрения использования фагов для лечения против антибиотикорезистентных организмов.
Рекомендуем
