Генетические паразиты воюют между собой, что может привести к новым способам борьбы с опасными бактериями
Исследователи из Университета Копенгагена изучили распространённость систем CRISPR-Cas в плазмидах — кольцевых молекулах ДНК, являющихся мобильными генетическими элементами.
- Они проанализировали более 30 000 полных геномов плазмид.
- CRISPR-Cas была обнаружена примерно в 3% из них — высокая доля даже по сравнению с бактериями.
- В плазмидах нашли представителей пяти из шести известных типов CRISPR-Cas.
- Подавляющее большинство этих систем нацелены на другие плазмиды.
Это указывает на конкуренцию за ресурсы между плазмидами, которые используют CRISPR как оружие, чтобы не допустить другие плазмиды в клетку-хозяина.
Автономия плазмид и смена парадигмы
Сравнение содержания CRISPR-Cas в плазмидах и их бактериях-хозяевах показало, что последовательности, как правило, не совпадают.
«Наши результаты говорят о том, что плазмиды обладают высокой степенью автономии от бактерий, в которых они живут. Их разное содержание CRISPR-Cas — отличный пример этой автономии», — объясняет Рафаэль Пинилья-Редондо.
Это способствует смене парадигмы в микробиологии: контроль над горизонтальным переносом генов осуществляется не столько бактериями, сколько самими генетическими паразитами (плазмидами, вирусами), конкурирующими между собой.
Перспектива для борьбы с устойчивостью к антибиотикам
Плазмиды играют ключевую роль в распространении вредных генов (например, устойчивости к антибиотикам) между бактериями посредством горизонтального переноса генов.
«Понимая, как плазмиды конкурируют между собой, мы можем научиться замедлять их и, тем самым, замедлять распространение антибиотикорезистентности», — говорит профессор микробиологии Серен Йоханнес Серенсен.
В долгосрочной перспективе стратегии плазмид могут быть использованы как инструменты для борьбы с ними.
Методология исследования
Для анализа исследователи использовали крупнейшую коллекцию полностью секвенированных геномов плазмид. Чтобы обработать большой объём данных, они разработали программное обеспечение CRISPRCasTyper для поиска известных компонентов CRISPR, которое стало общедоступным для научного сообщества.