Краткое руководство по системам CRISPR / Cas: несколько десятилетий назад биологи заметили, что многие бактериальные геномы содержат небольшие повторяющиеся сегменты ДНК, которые перемежаются с сегментами «загадочной» ДНК. Они окрестили их CRISPR за «сгруппированные регулярно чередующиеся короткие палиндромные повторы». Спустя годы они выяснили, что уникальные сегменты ДНК часто возникают в результате вторжения вирусов.
Бактериальный комплекс ферментов Cas отрезает и встраивает вирусную ДНК в эти области CRISPR. Этот арсенал отрезанных сегментов вирусной ДНК помогает бактерии распознавать идентичную вторгающуюся ДНК, после чего механизм белка Cas перемещается, чтобы уничтожить ее. Совсем недавно ученые выяснили, что эту систему можно перепрофилировать в точный инструмент для редактирования генов, который будет быстрее, дешевле и точнее, чем любые предыдущие варианты.
Существует несколько типов систем CRISPR / Cas, и в некоторых из них есть новый гибридный белок, в котором фермент Cas слит с белком, называемым обратной транскриптазой. Обратная транскриптаза способна считывать цепь РНК и использовать ее для создания комплементарной цепи ДНК. Существование этого нового белка заставило исследовательскую группу задуматься, можно ли использовать его для придания иммунитета против РНК-захватчика.
Работая с морской бактерией Marinomonas mediterranea, команда смогла продемонстрировать, что обратная транскриптаза, слитая с белком Cas, действительно может использовать РНК и интегрировать ее в области CRISPR.Бхайа объяснил: «Команда продемонстрировала, что этот биохимический процесс может происходить в лаборатории, и на основе этой информации система CRISPR / Cas может обеспечить иммунитет против РНК-захватчиков в дикой природе».В состав группы вошли Сукрит Сайлас (аспирант и ведущий автор) Стэнфордского университета, Георг Мор и Эндрю Файр (бывший сотрудник отделения эмбриологии Карнеги); Дэвид Сидот, Лаура Маркхэм и Алан Ламбовиц из Техасского университета в Остине; и Антонио Санчес-Амат из Университета Мурсии в Испании.
«Приятно видеть, как много мы можем узнать из необычайного разнообразия белков, которое существует в микробном и вирусном мире, особенно в сочетании со строгой биохимией», — сказал Бхайя. Она добавила: «Я думаю, что наш коллега Карл Дайссерот из Стэнфордского университета резюмировал это лучше всего, когда сказал:« Мы должны поддерживать людей, увлеченных прудовыми отбросами и другими малоизвестными темами, если мы хотим в конечном итоге лечить депрессию и аутизм. , Болезнь Паркинсона и множество других сложных заболеваний ».