Исследователи открыли особенности работы CRISP-Cas систем, которые используются для редактирования генома
Российские ученые из Сколковского института науки и технологий открыли новые особенности работы CRISPR-Cas систем, сообщает ТАСС.
CRISPR-Cas – это система приобретенного иммунитета у бактерий. Система CRISP-Cas позволяет бактериям вырабатывать устойчивость к вирусам, и передавать приобретенный иммунитет своим потомкам. Это своеобразная база данных, в которой находится информация о всех встреченных бактерией вирусах.
CRISPR – это участки цепи ДНК бактерии, в которых одинаковые последовательности чередуются с уникальными. Cas – это ферменты, которые при помощи CRISPR идентифицируют и разрушают инородные гены.
Участки вирусных генов, по которым иммунная система бактерии узнает вирусы, встраиваются в ДНК бактерии и в CRISPR во время процесса, который называется адаптацией. Во время адаптации ферменты бактерии встраивают образец вирусной ДНК в CRISPR, чтобы потом ферменты Cas могли по этим участкам опознавать и уничтожать гены вирусов.
Если в бактерию попадает вирусная ДНК, часть которой уже находится в CRISPR, белки Cas разрушают ее. Если же бактерия не узнает чужеродную ДНК, то ферменты пополняют CRISPR новым участком вирусной ДНК.
Раньше считалось, если чужая ДНК полностью соответствует той, которая хранится в CRISPR, адаптация не происходит, из-за структурных особенностей белков, которые встраивают участки ДНК в геном и не позволяют им встраивать фрагменты, которые полностью соответствуют тому, что уже есть в геноме бактерии.
Ученые Сколтеха на примере кишечной палочки Е. coli показали, что это не так. Они выяснили, что встраивание известных фрагментов чужой ДНК не происходит в CRISPR только из-за того, что при полном узнавании они уничтожаются белками Cas быстрее, чем встраиваются.
Исследователи изменили скорость химической реакции при уничтожении чужой ДНК и обнаружили, что ее встраивание при полном соответствии происходит не просто точно так же, как если бы она была новой, не узнанной бактерией, а в десять раз эффективнее.
