Więcej niż nożyce genowe. Odkryto nowy mechanizm obronny przed wirusami!
W prestiżowym czasopiśmie „Nature” opublikowano wyniki badań międzynarodowego zespołu naukowców, w którym istotną rolę odegrali badacze z Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Odkrycie dotyczy zupełnie nowego mechanizmu obronnego bakterii opartego na systemie CRISPR i znacząco poszerza nasze rozumienie tego, jak mikroorganizmy chronią się przed atakiem wirusów.
Naukowcy zidentyfikowali nieznany wcześniej podtyp systemu CRISPR-Cas, oznaczony jako Cas12a3. W przeciwieństwie do klasycznych mechanizmów CRISPR, które rozpoznają i tną materiał genetyczny wirusa, ten system działa w bardziej pośredni, ale niezwykle skuteczny sposób. Gdy bakteria zostaje zaatakowana przez wirusa, Cas12a3 rozpoznaje wirusowe RNA i uruchamia reakcję obronną polegającą na precyzyjnym cięciu własnych cząsteczek tRNA. Są one kluczowe dla produkcji białek, więc ich uszkodzenie prowadzi do zatrzymania syntezy białek w zainfekowanej komórce. W efekcie wirus traci możliwość namnażania się, a infekcja zostaje wygaszona, zanim zdąży rozprzestrzenić się na sąsiednie komórki.
Nowe możliwości w biotechnologii i medycynie
Badania wykazały, że Cas12a3 posiada wyjątkową zdolność rozpoznawania tRNA spośród wielu innych cząsteczek RNA obecnych w komórce. Umożliwiają to specyficzne zmiany w strukturze enzymu, które zapewniają bardzo silne i selektywne wiązanie z tRNA. Odkrycie to ujawnia istnienie konserwatywnej ewolucyjnie strategii obronnej, w której bakterie wykorzystują własną maszynerię komórkową jako „bezpiecznik” chroniący całą populację przed epidemią wirusową.
Znaczenie tych badań wykracza poza mikrobiologię. Lepsze zrozumienie naturalnych mechanizmów CRISPR otwiera nowe możliwości w biotechnologii i medycynie. Pozyskana wiedza może w przyszłości posłużyć do projektowania nowych narzędzi diagnostycznych, precyzyjnej kontroli syntezy białek w komórkach czy tworzenia innowacyjnych metod regulowania aktywności genów. Odkrycie z udziałem małopolskich naukowców pokazuje, że badania podstawowe nad funkcjonowaniem komórek mogą prowadzić do rozwiązań o realnym i szerokim zastosowaniu praktycznym.
Źródło: Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Czytaj też: Nowe spojrzenie na działanie bakterii. Ma to znaczenie nie tylko dla rolnictwa
Grafika tytułowa: Sangharsh Lohakare / Unsplash
