Исследователи из израильского Института Вейцмана выяснили, что ранее система CRISPR защищала бактерии от вирусных интервентов или фагов.
Так, система сохраняла кусочки ДНК напавших на бактерии фагов, что впоследствии помогало им распознавать и отражать аналогичную угрозу.
Поскольку такой защитой обладают лишь 40% бактерий, ученые решили заняться поиском других защитных механизмов. Оказалось, что вблизи известных генов находятся гены с неизвестными функциями, в том числе и белок Cas9.
Стоит отметить, что система работает благодаря способности Cas9 разрезать ДНК, что позволяет удалить испорченный участок или вставить необходимый. Это позволяет редактировать геном, избавляя человека от наследственных заболеваний.
Однако впоследствии ученые выявили ряд ошибок, которые допускает CRISPR.
А именно, Cas9 разрезает не только участки, комплементарные соответствующей РНК, но и похожие на них, отличающиеся на небольшое количество нуклеотидов
Это связано с тем, что проверять ДНК на соответствие белок начинает с одного конца. За каждое совпадение он получает дополнительную энергию, а за несовпадение – несет определенные энергозатраты.
Так, если ДНК отличается от шаблона несколькими буквами в конце, то энергии может хватить для их преодоления, и ДНК все равно будет разрушена даже при неполном соответствии. Но если данное несовпадение располагается в начале, то проверка быстро завершиться без потерь.
«Вирусы постоянно мутируют, поэтому их геном может отличаться от хранящегося в бактериальном иммунитете. Разрезая также немного отличающиеся ДНК, CRISPR/Cas9 борется с эволюционирующими вирусами и обеспечивает бактерии лучшую защиту», - уточнил голландский ученый Мартин Депкен.
Фото: из открытых источников