Оснащение CRISPR/Cas9 ферментом, контролирующим трансляцию генетической информации в белок

CRISPR/Cas-системы известны как перспективные "генетические ножницы", редактирующие геномы растений, животных и микроорганизмов, нацеливаясь на специфичные участки их ДНК. Они также могут использоваться для коррекции генетических дефектов. Команда учёных под руководством Юлианы Белер и профессора д-ра Вольфганга Хесса из Фрайбургского университета идентифицировала фермент, который функционирует как РНК-ножницы, участвующие в CRISPR/Cas-системах и правильной регуляции экспрессии генов — он считывает гены и переводит их информацию в белки. Исследователи опубликовали свою работу в научном журнале Nature Microbiology.

Естественные CRISPR/Cas-системы встречаются у большинства бактерий и архей, где они формируют микробную иммунную систему, позволяющую этим организмам защищаться от вирусных вторжений. Чтобы эта линия защиты работала, длинная молекула РНК сначала должна быть разрезана на меньшие единицы. Поэтому фермент используется как РНК-ножницы для разрезания молекулы РНК и "вооружения" системы. Естественные CRISPR/Cas-системы часто функционируют автономно: они могут быстро обмениваться между разными бактериями и не зависят от других белков в клетках хозяина. Исключением являются популярные системы CRISPR/Cas9, в которых фермент хозяина RNase III действует как РНК-ножницы.

Учёные из Фрайбургского университета, изучающие CRISPR/Cas-системы, продемонстрировали, что фермент RNase E действует как РНК-ножницы в CRISPR/Cas-системах цианобактерий. Этот фермент очень распространён и встречается не только у фотосинтезирующих цианобактерий, но также у патогенных бактерий и в хлоропластах растений. Он является важным фактором для правильной регуляции экспрессии генов во всех этих группах организмов. Однако до сих пор не было известно, что он также играет роль в CRISPR/Cas-системах.

Исследование команды показывает, что взаимодействие CRISPR/Cas-систем с клеточными механизмами их организмов-хозяев сильнее, чем предполагалось ранее. Это означает, что может существовать больший потенциал для использования таких систем.