Исследование опубликовано 25 февраля в журнале Science.И РНК, и ДНК имеют решающее значение для жизни. У людей и многих других организмов молекулы ДНК действуют как чертежи тела, в то время как молекулы РНК действуют как строительная бригада, читая чертежи, строя тело и поддерживая жизненные функции.
Исследовательская группа впервые обнаружила, что бактерии могут улавливать кусочки РНК у захватчиков, таких как вирусы, и включать РНК в свои собственные геномы, используя эту информацию как что-то вроде снимков из кружки. Затем они помогают бактериям распознавать и уничтожать опасные вирусы в будущем.«Этот механизм служит защитным целям у бактерий», — говорит Алан Ламбовиц, директор Института клеточной и молекулярной биологии в UT Остине и соавтор статьи. «Вы можете представить, как трансплантируете его другим организмам и используете как своего рода детектор вирусов».Недавно обнаруженный механизм хранит в геноме бактерии как ДНК, так и РНК вирусов.
Исследователи говорят, что это имеет смысл с эволюционной точки зрения, учитывая, что некоторые вирусы основаны на ДНК, а некоторые — на основе РНК.Ламбовиц говорит, что в качестве следующего шага исследователи могут изучить, как генетически создать такую ??культуру, как помидоры, так, чтобы каждая из их клеток содержала этот вирусный детектор. Затем исследователи могли проводить контролируемые лабораторные эксперименты, в которых они изменяли условия окружающей среды, чтобы увидеть, как эти изменения влияют на передачу патогенов.«Объединение этих растений с окружающей средой, с которой они сталкиваются, будь то естественной или связанной с применением гербицидов, инсектицидов или фунгицидов, может привести к открытию того, как патогены попадают на эти растения и какими потенциальными переносчиками могут быть», — говорит Георг Мор. научный сотрудник UT Austin и соавтор статьи.
Другое применение может быть в молочной промышленности, где вирусы обычно заражают бактерии, производящие сыр и йогурт, замедляя производственный процесс или даже препятствуя его завершению. В настоящее время профилактика инфекций является сложной и дорогостоящей. Ламбовиц и Мор говорят, что молочные бактерии могут быть созданы для регистрации их взаимодействия с вирусами и защиты от последующих инфекций.
Этот основанный на РНК защитный механизм тесно связан с ранее обнаруженным механизмом, называемым CRISPR / Cas, в котором бактерии улавливают кусочки ДНК и хранят их в виде кружек. Этот метод вдохновил на новый способ редактирования геномов практически любого живого организма, положив начало революции в биологических исследованиях и вызвав патентную войну, но исследователи говорят, что не ожидают, что это новое открытие сыграет роль в генах такого рода. редактирование. Однако ферментативный механизм, используемый для включения сегментов РНК в геном, является новым и имеет потенциальное биотехнологическое применение.
Исследователи обнаружили этот новый защитный механизм у вида бактерий, обычно встречающихся в океане, под названием Marinomonas mediterranea. Это часть класса микробов, называемых гаммапротеобактериями, которые включают множество патогенов человека, таких как те, которые вызывают холеру, чуму, легочные инфекции и пищевые отравления.