Международная группа ученых из России, Китая и США совершила прорыв в понимании того, как патогенные микробы приобретают устойчивость к лекарственным препаратам. Ключевую роль в этом процессе играют специальные белки-анти-CRISPR, которые действуют как диверсанты, временно выводя из строя защитную систему бактерий и позволяя им захватывать новые гены, сообщает ТАСС.
Большинство микроорганизмов на планете оснащены встроенным молекулярным «щитом» — системой CRISPR. Ее основная задача — распознавать чужеродный генетический материал, будь то вирусы или плазмиды (небольшие кольцевые молекулы ДНК), и уничтожать его, разрезая на фрагменты. Это естественный барьер, который мешает бактериям обмениваться участками ДНК, включая те, что несут информацию об устойчивости к антибиотикам.
Исследовательская команда поставила перед собой задачу выяснить, каким образом этот защитный механизм обходится. Для этого был проведен масштабный анализ геномов различных видов энтеробактерий. Ученые искали последовательности, кодирующие так называемые анти-CRISPR белки. Изначально эти пептиды были известны как оружие вирусов против иммунитета микробов, но исследование показало их иную роль.
Результаты анализа оказались поразительными: во многих случаях гены этих белков-помощников располагались непосредственно на самих плазмидах. Когда такая молекула попадает внутрь новой бактерии, синтезируемый ею белок немедленно подавляет работу местного CRISPR-иммунитета. Это дает плазмиде время закрепиться в геноме хозяина и передать ему свои гены, например, резистентности к антибиотику. Более того, многие из обнаруженных белков обладают универсальным действием, успешно дезактивируя защитные системы даже у неродственных видов бактерий, что многократно ускоряет горизонтальный перенос генов.
В ходе работы также был идентифицирован совершенно новый тип анти-CRISPR белка. По предположениям исследователей, он может использовать нестандартную тактику атаки, воздействуя не на белковые компоненты иммунной системы, а напрямую на бактериальную ДНК. Хотя готового метода борьбы с такими плазмидами пока не существует, полученные данные открывают путь к созданию новых стратегий контроля за распространением опасных генов стойкости к антимикробным препаратам.
Изображение: разработано Мagnific.
