Уже известно, что бактерии и археи используют CRISPR-Cas как единственную форму адаптивного иммунитета - точную, специфичную для последовательности нуклеотидов защиту, которая запоминает предыдущих «захватчиков». Новое исследование, проведенное Институтом микробиологии Китайской академии наук (CAS), показало, что CRISPR-Cas играет более широкую роль. Он служит центральным командным пунктом, управляющим сетью различных врожденных иммунных систем. Работа опубликована в журнале Nature.
Исследователи обнаружили, что более двадцати модулей врожденной защиты генетически встроены в локусы CRISPR-Cas I типа. Эти системы находятся под жестким транскрипционным контролем малых РНК, которые направляют механизм CRISPR к их промоторам, не вызывая расщепления ДНК. Исследователи назвали эти иммунные системы, контролируемые CRISPR, «CRISIS».
Когда CRISPR-Cas активен, он сдерживает CRISIS, поддерживая базовый уровень врожденного иммунитета и избегая издержек в виде дефектов роста или потери полезных плазмид. Однако вирусы содержат белки анти-CRISPR (Acr), которые подавляют адаптивный иммунитет. Как только это происходит, тормоза снимаются: системы CRISIS больше не подавляются, что приводит к всплеску врожденного иммунитета, который останавливает фаг, но за счет ресурсов хозяина.
Эти открытия меняют представление о защите микроорганизмов и показывают, как бактерии постоянно сопоставляют риск вирусной атаки с метаболическими затратами, необходимыми для поддержания боевой готовности. Помимо непосредственных результатов, эта работа открывает широкие возможности для изучения новых систем защиты микроорганизмов.
Ранее Наука Mail рассказывала, как бактерии помогут построить дороги в Арктике.