Odkryto nowy sposób, w jaki bakterie bronią się przed wirusami

Naukowcy zidentyfikowali w bakteriach zupełnie nowy system obronny przed wirusami, określony jako „najdziwniejszy tego typu mechanizm”. Zespół badaczy z Gladstone opisał swoje odkrycie na łamach pisma „Molecular Cell”, porównując działanie retronów typu VI do skomplikowanych maszyn Rube'a Goldberga.

Retrony to specjalistyczne mechanizmy obronne bakterii, które rozpoznają atak wirusów atakujących komórki bakteryjne i uruchamiają proces samozniszczenia komórki, chroniąc w ten sposób całą kolonię. Naukowcy pracują nad wykorzystaniem retronów do naprawy mutacji wywołujących choroby w ludzkich komórkach.

Zaskakujący mechanizm działania

W przeciwieństwie do innych systemów retronów, które wytwarzają toksynę hamowaną przez jednoniciowe DNA, retrony typu VI działają w zupełnie inny sposób. Nie produkują wykrywalnych ilości jednoniciowego DNA ani toksyny w komórkach niezainfekowanych.

Dopiero wniknięcie faga do komórki uruchamia w retronie produkcję jednoniciowego DNA. Gdy te cząsteczki się gromadzą, wchodzą w interakcję z cząsteczką RNA, która wcześniej blokowała wytwarzanie toksyny. Zniesienie blokady prowadzi do gwałtownego wzrostu produkcji toksyny, która destabilizuje błonę komórkową, prowadząc do jej śmierci.

Technologia inspirowana naturą

Standardowe techniki badawcze nie pozwalały wykryć DNA wytwarzanego przez retrony typu VI w komórkach niezainfekowanych. Naukowcy musieli sięgnąć po narzędzie zwane Spacer-seq, wykorzystujące elementy CRISPR-Cas do tworzenia zapisu aktywności genów. Dzięki tej metodzie udało się potwierdzić minimalną produkcję DNA, która wzrasta dopiero po ataku wirusa.

Unikalny mechanizm działania retronów typu VI już teraz inspiruje naukowców do tworzenia nowatorskich narzędzi. Zespół Shipmana pracuje nad syntetycznymi czujnikami i przełącznikami zdolnymi do kontrolowania aktywności genów, które mogłyby znaleźć zastosowanie w leczeniu chorób i projektowaniu eksperymentów medycznych.