Ole Niewoehner, Carmela Garcia-Doval, Jakob T. Rostal, Christian Berk, Frank Schwede, Laurent Bigler, Jonathan Hall, Luciano A. Marraffini, Martin Jinek. Type III CRISPR-Cas systems produce cyclic oligoadenylate second messengers. Nature, 2017; DOI: 10.1038/nature23467 | |
|---|---|
|
|
Ученые вывили беспрецедентный защитный механизм, с помощью которого бактерии защищают сами себя от проникновения вирусов. Когда бактериальная иммунная система становится перегруженной, то система CRISPR-Cas продуцирует химический сигнал, который активирует вторичный фермент который помогает деградировать проникший генетический материал.
Система CRISPR-Cas является иммунной системой, которая обнаруживается у многих бактерий. Она обеспечивает защиту от вирусов и др. молекулярных паразитов, которые могут проникать в бактерии и захватывать их геном. В этих системах иммунитет обеспечивается сложным из многих белков молекулярным аппаратом, который использует наводящие молекулы РНК, чтобы распознавать захватчика и целенаправленно вызывать его деструкцию. Вплоть до сегодня было известно. что комплекс сам по себе обладает нуклеазной активностью -- он может непосредственно деградировать ДНК и РНК проникших вирусов. Открыт новый механизм, с помощью которого могут быть разрушены захватчики. Signaling molecule activates additional anti-viral enzyme Оборудование для целенаправленного действия системы CRISPR-Cas состоит из последовательности РНК, происходящей из clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) и CRISPR-associated proteins (Cas). Как только РНК CRISPR распознают генетический материал захватчика, то белки Cas вырезают подобно молекулярным ножницам. В одном из наборов системы CRISPR-Cas (известном как тип III), исследователи сделали удивительное открытие. Когда аппарат целенаправленно распознает захватчика, то он синтезирует "вторичный мессенджер": небольшую кольцеобразную молекулу РНК. Эта сигнальная молекула может диффундировать внутри бактериальной клетки и активировать др. фермент для деградации РНК, наз. Csm6, который затем помогает разрушать РНК вируса. Similar mechanism as in human innate immune system Таким образом, когда система CRISPR-Cas в инфицированной бактериальной клетке становится перегруженной, то сигнал от неё объявляет тревогу посредством вторичного мессенджера, чтобы подключить дополнительный защитный механизм для удаления вируса. Исследователи оказались способны идентифицировать беспрецедентный защитный механизм у бактерий. Более того, молекулы вторичного мессенджера, продуцируемые системой CRISPR-Cas никогда прежде не обнаруживались в природе. Новый защитный механизм бактерий обнаруживает некоторое сходство с хорошо известным антивирусным механизмом, который оперирует во врожденной иммунной системе человека.
|