Микроорганизмы используют CRISPR-Cas для защиты от паразитов
Исследовательская группа под руководством профессора Александра Проба из Университета Дуйсбург-Эссен обнаружила новую функцию системы CRISPR-Cas у архей. Помимо защиты от вирусов, эти микроорганизмы используют «генетические ножницы» для борьбы с паразитами. Результаты опубликованы в Nature Microbiology.
Исследование глубокой биосферы
Учёные проанализировали генетический материал микробов из земной глубокой коры, включая образцы из гейзера в США и подземной лаборатории Хоронобэ в Японии. Фокус был на археях — микроорганизмах, схожих по размеру с бактериями, но имеющих иные физиологические свойства.
Ключевое открытие
Геномный анализ показал:
- Вблизи хозяев было заметно мало паразитов.
- Хозяева демонстрировали генетическую устойчивость к паразитам.
Причина — в системе CRISPR-Cas. В ходе эволюции археи включили фрагменты ДНК паразитов в свой геном (CRISPR-массивы). Когда паразит с такой же ДНК атакует, система, вероятно, распознаёт и расщепляет чужеродный генетический материал.
Масштаб и значение
Анализ более 7000 геномов подтвердил, что это не единичные случаи, а распространённое явление.
Это открытие позволяет:
- Лучше отличать полезных симбионтов от вредных паразитов (наличие CRISPR-распознавания указывает на паразита).
- Углубить понимание ключевых процессов, например, потока углерода в экосистемах.
Для анализа использовались современные методы, такие как технология Oxford Nanopore для быстрого и комплексного секвенирования.