Системы CRISPR/Cas известны как многообещающие «генные ножницы» в редактировании геномов растений, животных и микроорганизмов путем воздействия на определенные участки их ДНК - и, возможно, их даже можно использовать для исправления генетических дефектов. Группа ученых во главе с Джулианой Белер и профессором доктором Вольфгангом Гессом из Фрайбургского университета определила фермент, особую пару РНК-ножниц, которая участвует в системах CRISPR/Cas и правильной регуляции экспрессии генов - в другими словами, в чтении генов и переводе их информации в белки. Исследователи опубликовали свою работу в научном журнале Nature Microbiology.
Природные системы CRISPR/Cas можно найти у большинства бактерий и архей, где они образуют микробную иммунную систему, с помощью которой эти организмы могут защищаться от вирусных вторжений. Чтобы эта линия защиты сработала, длинная молекула РНК сначала должна быть разрезана на более мелкие части. Таким образом, фермент используется как ножницы для РНК, чтобы разрезать молекулу РНК и «вооружить» систему. Природные системы CRISPR/Cas часто функционируют автономно: ими можно быстро обмениваться между различными бактериями, и они не зависят от других белков в клетках-хозяевах. Исключение можно найти в популярных системах CRISPR/Cas9, в которых фермент хозяина РНКаза III действует как ножницы для РНК.
Ученые из Университета Фрайбурга, изучающие системы CRISPR/Cas, продемонстрировали, что фермент РНКаза E действует как РНК-ножницы в системах CRISPR/Cas цианобактерий. Этот фермент очень распространен, и его можно найти не только у фотосинтезирующих цианобактерий, но и у патогенных бактерий и хлоропластов растений. Это важный фактор для правильной регуляции экспрессии генов во всех этих группах организмов. Однако до сих пор не было известно, что он также играет роль в системах CRISPR/Cas.
Исследование группы показывает, что взаимодействие систем CRISPR/Cas с клеточными механизмами их организмов-хозяев сильнее, чем предполагалось ранее, а это означает, что потенциал использования таких систем может быть большим.
Финансирование исследования группы поступило от Deutsche Forschungsgemeinschaft (Немецкий исследовательский фонд) в рамках гранта для исследовательской группы Forschergruppe FOR1680: Unraveling the Immunity System. Вольфганг Гесс в настоящее время является научным сотрудником Фрайбургского института перспективных исследований (FRIAS) Фрайбургского университета.