Ученые «обманули» защитную систему бактерий
В статье, недавно опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (Johnston et al.,
Systematic evasion of the restriction-modification barrier in bacteria), ученые из Института Форсайта описывают новую методику генетической инженерии, которая делает искусственную ДНК невидимой для защитной системы бактерий. Теоретически метод может быть применен практически к любому известному типу бактерий, сообщается на сайте института.
Бактерии есть везде. Они живут в почве и в воде, на нашей коже и в наших телах. Некоторые из них являются патогенными, то есть они вызывают заболевания или инфекции. Чтобы разработать эффективные методы борьбы с патогенами, исследователям необходимо знать, какие именно гены виноваты во вредоносности.
Ученые могут идентифицировать патогенные гены с помощью генной инженерии. Суть ее в том, что специалисты добавляют искусственную ДНК в бактериальную клетку. Однако проблема заключается в том, что бактерии, которые живут под постоянной угрозой атаки вируса, создали сложные защитные системы. Когда бактериальная клетка обнаруживает вторжение «чужака», особенно чужеродную ДНК, она быстро уничтожает нарушителя. Современные подходы генной инженерии часто с помощью сложных манипуляций маскируют искусственную ДНК под «родную», бактериальную, чтобы разрушить защитные механизмы. Этот подход иногда работает, но он требует много времени и финансовых ресурсов.
Новая стратегия, разработанная Кристофером Джонстоном (Christopher Johnston) и его коллегами, работает по-другому. Вместо того, чтобы добавить маскировку к созданной человеком ДНК, ученые удаляют определенный компонент ее генетической последовательности – так называемый мотив. Системе бактериальной защиты необходим этот мотив для распознавания чужеродной ДНК и эффективной контратаки. Лишившись мотива, созданная человеком ДНК становится практически невидимой для защитной системы бактерии.
«Представьте себе бактерию, похожую на вражескую подводную лодку в доке, и созданный человеком генетический инструмент в качестве вашего солдата, которому нужно попасть внутрь подводной лодки, чтобы выполнить определенную задачу. Современные подходы предлагают замаскировать шпиона под врага, заставляя его подходить к каждому из ворот, позволяя охранникам проверять его полномочия, и, если все пойдет хорошо, он попадёт внутрь, – привёл аналогию Джонстон. – Наш подход заключается в том, чтобы сделать этого солдата невидимым и заставить его проскользнуть прямо через ворота, оставшись полностью незаметным для охранников».
Этот новый метод требует меньше времени и ресурсов. В исследовании Джонстон использовал бактерии Staphylococcus aureus в качестве модели. При этом разработанную им основную стратегию можно использовать, чтобы обойти основные защитные системы 80-90% бактерий, известных сегодня. Новый инструмент генной инженерии открывает возможности для исследования бактерий, которые не были хорошо изучены ранее.
«Научная Россия»
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
