Бактерии защищаются от фагов — вирусов, поражающих их клетки. Один из рубежей обороны — ретроны: они распознают атаку и запускают самоуничтожение клетки, чтобы вирус не добрался до соседей по колонии. Обычно токсин в здоровой клетке есть всегда, но его сдерживают короткие одноцепочечные молекулы ДНК.
У ретронов VI типа такой ДНК в незаражённых клетках не нашли. Учёные заподозрили, что системы сломаны, но бактерии с ними всё равно отбивались от фагов. Результаты, как сообщает CHILL NEWS, опубликованы в Molecular Cell.
Как работает обратная схема.
В здоровых клетках заметных количеств токсина и ДНК нет: синтез ДНК начинается только после проникновения фага. Накопившаяся ДНК взаимодействует с РНК, блокировавшей выработку токсина, и блокировка снимается. Токсин, по-видимому, — крошечный белок: он встраивается в клеточную мембрану, дестабилизирует её и убивает клетку.
Стандартные методы не срабатывали, и выручил инструмент Spacer-seq из лаборатории Шипмана: он использует компоненты CRISPR-Cas, чтобы вести запись активности генов, и выявил очень низкий уровень ДНК в незаражённых клетках.
Зачем это нужно.
Расшифровка работы ретронов может помочь создавать более эффективные инструменты редактирования ДНК. Ретроны умеют эффективно изменять и доставлять одноцепочечную ДНК, поэтому учёные хотят исправлять с их помощью вызывающие болезни мутации в клетках человека. Механизм VI типа уже вдохновил лабораторию на создание синтетических датчиков и переключателей, управляющих активностью генов. А токсины ретронов исследователи пытаются использовать в антимикробных терапиях против бактерий, вызывающих болезни человека.
Между прочим. В большинстве природных местообитаний фагов примерно столько же, сколько бактерий, а нередко в 2—10 раз больше. Они участвуют в круговороте химических веществ и энергии и влияют на состав и динамику микробных сообществ.