Бактериите използват „временни“ гени за защита от вируси

Учени откриха нов начин, по който бактериите се предпазват от вируси. Въз основа на привидно безсмислена на пръв поглед РНК, специален ензим синтезира ДНК, която се състои от повтарящи се последователности, които кодират защитен протеин.

Неговият синтез се задейства, когато вирусът навлезе в клетката и не му позволява да се размножава.

Методите, базирани на тази система, могат да допълнят съвременните технологии за коригиране на генома. Изследването е публикувано в списание Science.

За да оцелеят, вирусите паразитират в генетичния апарат на всички живи същества, включително бактериите, които нямат ядро, което да защитава генетичната информация – една пръстенна хромозома. Въпреки това бактериите активно се борят с вирусите.

Благодарение на CRISPR-Cas бактериите „изрязват“ части от вирусната ДНК, които вкарват в своята ДНК като памет, за да формират адаптивен имунитет.

Принципите на този метод са заимствани от широко използваните технологии за редактиране на генома и генната терапия.

Новооткритата защитна система се състои от некодираща РНК и ензима обратна транскриптаза, който синтезира ДНК на основата на РНК.

Това откритие изненада учените, тъй като традиционните системи за антивирусна защита (включително CRISPR-Cas) използват рязане или унищожаване на чуждата ДНК, а не синтез.

Оказва се, че некодиращата РНК образува примка, в която ензимът „реже кръгове“ почти безкрайно. В резултат се получава дълга, състояща се от много повторения на една и съща последователност ДНК.

Когато вирусът навлезе в клетката, „временната“ ДНК молекула придобива втора верига и от нея започва да се синтезира протеин за имунна защита. Той спира растежа на бактериалната клетка и предотвратява размножаването на вируса.

Много видове обратни транскриптази с досега неизвестни функции работят в клетките на бозайниците.

В момента учените използват методи, разработени от авторите на изследването, за да търсят екстрахромозомни човешки гени, които се синтезират от обратна транскриптаза.

„Вярваме, че бактериите може да притежават истинско съкровище от обратни транскриптази, което може да бъде подходяща отправна точка за създаването на нови технологии“, коментират експертите.