Бактерії можуть розвивати сильний імунітет для захисту від вірусів

 Нове дослідження сподівається використати нещодавно сохарактеризовані захисні системи бактерій для порівняння змін у геномі людини.

Про це розповіли у Даремському університеті, Великобританія.

Бактерії розробили безліч захисних систем для захисту від вірусів, званих бактеріофагами. Багато з цих систем вже перетворилися на корисні біотехнологічні інструменти, наприклад для редагування генів, де в цільову ДНК вносяться невеликі зміни.

Дослідники продемонстрували, що дві системи захисту працюють взаємодоповнювальним чином, щоб захистити бактерії від бактеріофагів.

Одна система захищає бактерії від бактеріофагів, які не мали жодних модифікацій у своїй ДНК.

Деякі бактеріофаги модифікують свою ДНК, щоб уникнути цієї першої системи захисту. Друга система під назвою BrxU захищала бактерії від цих бактеріофагів з модифікованою ДНК, забезпечуючи тим самим другий шар захисту.

Дослідники побудували надзвичайно детальне 3D-зображення BrxU, щоб краще зрозуміти, як вона захищає від бактеріофагів з модифікованою ДНК.

BrxU має потенціал стати ще одним корисним біотехнологічним інструментом, оскільки ті самі модифікації ДНК, які розпізнає BrxU, зустрічаються у всьому геномі людини та змінюються при раку та нейродегенеративних захворюваннях.

Старший автор дослідження, доктор Тім Блоуер, доцент та стипендіат Інституту Лістера на кафедрі біологічних наук Даремського університету, сказав: "Вміння розпізнавати модифіковану ДНК має вирішальне значення, оскільки подібні модифікації зустрічаються у всій ДНК людського геному".

"Цей додатковий шар інформації, "епігеном", змінюється у міру нашого зростання, а також змінюється у випадках раку та нейродегенеративних захворювань."

"Якщо ми зможемо розробити BrxU як біотехнологічний інструмент для картографування цього епігенома, це змінить наше уявлення про адаптивну інформацію, яка контролює наш ріст та прогресування захворювань."

Результати дослідження провідного автора, доктора Девіда Піктона та його колег, були опубліковані в журналі Nucleic Acids Research.

97 студентів, які брали участь у цій роботі, були на останніх курсах бакалаврату чи магістратури на факультеті біологічних наук Даремського університету.

В рамках семінару з мікробіології, призначеного для проведення науково-дослідного навчання, перед ними було поставлено завдання виділити нові бактеріофаги для вивчення. На щастя, ці бактеріофаги не завдають шкоди людям, але так само, як імунна система людини реагує на інфекції, бактерії були змушені розвивати власну імунну систему, яка захищає від бактеріофагів.

Бактеріофаги збирали з річки Уір, ставків коледжу та інших водоймищ навколо Дарема. Потім вони були використані для перевірки вродженого імунітету від бактеріофагів у бактерій "E. Coli".