Науковці виявили ретрони, у яких ДНК запускає бактеріальний токсин — ScienceDaily
Науковці Gladstone Institutes описали незвичний механізм бактеріального захисту від вірусів: ретрони типу VI після зараження бактеріофагом різко посилюють виробництво одноланцюгової ДНК, яка зрештою активує синтез токсину. Інфікована бактерія гине, що має зупинити розмноження вірусу та його поширення на сусідні клітини, повідомляє ScienceDaily.
ДНК не стримує токсин, а вмикає його
Ретрони — це молекулярні системи, здатні реагувати на певні вірусні інфекції. У раніше досліджених ретронах токсичний білок уже є в незараженій клітині, а короткі фрагменти одноланцюгової ДНК стримують його дію. Коли фаг порушує цю систему, токсин активується і бактерія гине.
У ретронах типу VI послідовність подій інша. У здорових бактеріях дослідники виявили лише слідові кількості одноланцюгової ДНК і не зафіксували помітної кількості токсину. Після проникнення фага виробництво ДНК істотно зростає. Вона взаємодіє з РНК, яка до того блокувала утворення токсичного білка, та знімає це обмеження.
Токсин, за даними дослідників, є дуже малим білком, що вбудовується в клітинну мембрану бактерії та порушує її стабільність. Так система запускає загибель саме зараженої клітини.
Більше актуальних новин читайте у Telegram-каналі UA.News.
Як вдалося виявити механізм
На початку науковці припустили, що ретрони типу VI можуть бути нефункціональними, адже стандартні методи не виявляли характерної для ретронів одноланцюгової ДНК. Водночас експерименти показали, що бактерії з такими системами здатні захищатися від фагів.
Для пошуку ДНК команда застосувала метод Spacer-seq, розроблений у лабораторії старшого автора роботи Сета Шипмана. Метод використовує компоненти бактеріальної імунної системи CRISPR-Cas для фіксації молекулярної активності в клітинах. Він дав змогу виявити низький базовий рівень утворення ДНК у незаражених клітинах і його значне посилення після інфікування.
Дослідження опублікували в журналі Molecular Cell. Автори також розглядають, чи можна використати цей природний механізм для створення синтетичних молекулярних сенсорів, перемикачів генної активності або нових антимікробних підходів. Такі застосування наразі перебувають на етапі досліджень.
