CRISPR kısaltması, son yıllarda DNA’yı düzenlemekle eşanlamlı hale geldi ve moleküler genetikçilerin alet çantasında genetik kodları tanımlamanın ve ardından esrarengiz bir hassasiyetle kesmenin bir yolu olarak merkez sahneye çıktı.
CRISPR/Cas (Kümelenmiş Düzenli Aralıklı Kısa Palindromik Tekrarlar/CRISPR ile ilişkili endonükleaz) sistemi, bakterilerde bir bağışıklık aracı olarak orijinal işlevinde, istilacı virüslerin bilinen genlerini arar ve onları işlevsiz hale getirir.
ABD’deki Rochester Üniversitesi ve Cornell Üniversitesi, Ithaca’dan bilim adamları ve keşfetti ünlü gen düzenleme aracının bakterilerde DNA’yı parçalamaktan daha fazlasını yaptığı; istilacı virüslere karşı savunmayı artırmak için diğer proteinlerle koordine olur.
Csx28 olarak adlandırılan huni şeklindeki proteinlerin etkinleştirilmesi, bakteri zarının geçirgenliğini bozarak, istilacı viral DNA’nın hücrenin mekanizmasını ele geçirmesini ve çoğalmasını zorlaştırır.
Bulgu, yayınlanan Bilim“beklenmedik ve her türlü yeni soruyu gündeme getiriyor”, diyor Rochester Üniversitesi biyokimyacısı Mark Dumont, çalışmanın ortaklarından.
Dumont, “Acil bir tıbbi alaka veya uygulama olmasa da, bundan çıkan fikirler çok güçlü olabilir.” diyor.
Çalışma, bir dizi deneyi içeriyordu; burada Escherichia coli bakteriler, bakterileri enfekte eden bir virüs veya enterobakteri adı verilen bakteriyofaj ile enfekte edildi faj λ.
Bu faj, bir ay modülü gibi bakteri hücre yüzeyine tutunur ve kendi DNA’sını hücreye enjekte ederek kendi kopyalarını oluşturur.
bu E. coli direnmek, için CRISPR kullanarak tekrarlayan DNA bölümlerini eşleştirerek tehdidi tanımlayın. önceden karşılaşılan fajlarve ardından istilacı DNA’yı parçalara ayırmak için Cas13b adlı bir enzim kullanmak.
Araştırmacılar, Csx28 bakterilerin içinde bulunduğunda virüsün ağır ağır çoğaldığını buldular.
Bu protein yalnızca Cas13b ile birlikte çalıştı, bu da ikisinin virüsü etkisiz hale getirmek için birbirleriyle koordine olduğunu gösterdi.
Hem Cas13b hem de Csx28 mevcut olduğunda, bulaşıcı viral partiküller salan enfekte olmuş bakterilerin oranı yaklaşık yüzde 19’dan kabaca yüzde 3’e düştü ve mililitre başına faj sayısında önemli bir azalma oldu. Başka bir deyişle, virüs normalde olduğu kadar çoğalamadı.
- Araştırmacılar, Csx28 proteininin yapısını, adı verilen bir teknik kullanarak incelediler. kriyojenik elektron mikroskobu ve ortasında delik olan bir huniye benzediğini gördü.
Bu, proteinin bir zar gözeneği oluşturması ve hücrenin metabolizmasını bozarak onu virüs için yaşanmaz bir ortam haline getirmesi olasılığını artırdı.
Araştırmacılar bu hipotezi, hücreleri kaybettikten sonra floresan yapan bir teknik kullanarak test ettiler. zar potansiyelihücre içindeki ve dışındaki iyonların konsantrasyonundaki farktan kaynaklanan küçük bir elektrik yükü.
İki proteinin birlikte, hücrenin iç ortamını kökten değiştiren yüklü atomları göndererek zarın depolarize olmasına neden olduğunu buldular. 90 dakika sonra bakteri popülasyonunun yüzde 40’ı bu şekilde depolarize edildi.
“Bu makaleyi okuduğunuzda kendi kendinize… ‘Ne?’ Bu çok garip bir mekanizma,” diyor Araştırmaya dahil olmayan Rochester Üniversitesi moleküler biyolog John Lueck.
“Ekibin daha önce gördüğümüz hiçbir şeye benzemeyen bu gözenek benzeri proteini tanımlaması gerçekten etkileyici.” diyor. “Bu heyecan verici çünkü bilimde, yüzeyi çizdiğinizde, genellikle bunun arkasında tamamen yeni bir dünya olduğunu görürsünüz.”
Bu makale yayınlandı Bilim.
Kaynak : https://www.sciencealert.com/crispr-protects-bacteria-from-invading-viruses-in-a-completely-unexpected-way