Биология

Ученые выяснили, почему микробы способны эффективно противостоять вирусам

Wikimedia Commons

Ученые из Рокфеллеровского университета (США) выяснили новые подробности работы CRISPR — защитной системы бактерий против вирусов. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Бактерии так же, как и люди, восприимчивы к вирусам и вынуждены защищаться от них. Система CRISPR — это своего рода иммунитет бактерий, состоящий из геномных кассет, на которые бактерия «записывает» информацию о вирусе (встраивает часть генома вируса в кассету), с которым ей случилось контактировать. Таким образом, если этот вирус снова атакует бактерию, она даст ему мощный отпор.

В сражениях между микробами и вирусами, бактериофагами, первый удар наносит вирус: он «прокалывает» клетку бактерии и с помощью хвоста впрыскивает в нее свой генетический код. Строение бактериофагов в принципе не особо отличается от других вирусов — это нуклеиновая кислота (ДНК или реже РНК), заключенная в оболочку — капсид.

Американские ученые в своем исследовании показали, что микробам удается противостоять вирусам из-за их быстрой реакции на вторжение бактериофагов. Как работает система CRISPR, уже было известно, но до сих пор оставалось загадкой, в какой именно момент микробный иммунитет реагирует на вторжение вируса.

Предыдущие исследования показали, что CRISPR встраивает часть генома вируса в бактериальную кассету, когда вирусная ДНК находится в линейной форме. А ДНК бактериофагов имеет линейную форму только в определенных стадиях своего жизненного цикла, когда вирус только внедряет свой геном в клетку бактерии. Остальное время ДНК бактериофага существует в виде кольца.

По словам ученых, система CRISPR очень «умная», она использует нюансы жизненного цикла бактериофагов, чтобы остановить вирус как можно раньше.