Обнаружена новая иммунная система у бактерий
Исследовательская группа доцента Даана Свартса из Лаборатории биохимии Вагенингенского университета обнаружила совершенно новую иммунную систему, которая использует иной механизм для нейтрализации патогенов. Результаты опубликованы в научном журнале Cell.
В статье в журнале Cell аспирант Бел Копал из группы Свартса описывает новый защитный механизм в непрекращающейся «гонке вооружений» между бактериями и их патогенами — вирусами и плазмидами.
Полностью останавливает клетку
Учёные показали, что новый тип бактериальных Argonaute-белков после обнаружения чужеродной ДНК целенаправленно расщепляет все молекулы никотинамидадениндинуклеотида (NAD+).
В отличие от большинства Argonaut-белков, которые, запрограммированные «гидовой РНК» или «гидовой ДНК», уничтожают найденную чужеродную РНК или ДНК, разрезая её, этот Argonaute использует принципиально иной подход. После детекции вторгающейся ДНК он полностью останавливает клетку, разрушая NAD+.
Заражённая клетка гибнет
Молекула NAD+ имеет решающее значение для метаболизма клеток. «Без NAD+ клетка в конечном итоге погибнет», — объясняет Свартс. «Это может звучать противоречиво, но именно это и должно произойти. Позволяя заражённой клетке умереть, мы не даём патогену размножаться или распространяться на соседние бактерии. Клетка бактерии "жертвуется", чтобы спасти другие, здоровые клетки».
Сложные бактерии
Эта иммунная система была обнаружена у разных видов бактерий. «Люди часто недооценивают возможности бактерий, — говорит Свартс. — Их иммунные системы эволюционировали миллионы лет и становятся всё более совершенными. Им это необходимо, потому что вирусы тоже часто очень сложно устроены».
Практическое применение
Исследование проводилось в первую очередь из фундаментального научного интереса к механизмам работы Argonaute-белков. Однако учёные показали, что эту иммунную систему можно изолировать и перепрограммировать с помощью выбранной цепочки гидовой РНК. Поскольку распад NAD+ легко детектировать, белок Argonaute можно использовать для распознавания специфических последовательностей ДНК по команде.
«В будущем мы, возможно, сможем обнаруживать заболевания в организме человека с помощью подобных генетических инструментов, — предполагает Свартс. — Но до этого ещё далеко. Пока что нами движет фундаментальное любопытство».