Nucleic Acids Research: бактерии могут развивать сильный иммунитет для защиты от вирусов

Новое исследование под руководством группы биоученых из Даремского университета (Великобритания) в сотрудничестве с Ливерпульским университетом, Нортумбрийским университетом и New England Biolabs, надеется использовать недавно выявленные защитные системы бактерий для сравнения изменений с геномом человека.

Студенты Даремского университета также работали над этим исследованием, чтобы продемонстрировать сложную работу бактериального врожденного иммунитета. Бактерии выработали множество защитных систем для защиты от вирусов, называемых бактериофагами. Многие из этих систем уже превратились в полезные биотехнологические инструменты, например, для редактирования генов, когда в целевую ДНК вносятся небольшие изменения.

Исследователи продемонстрировали, что для защиты бактерий от бактериофагов две защитные системы работают взаимодополняющим образом. Одна система защищала бактерии от бактериофагов, которые не вносили никаких изменений в их ДНК. Некоторые бактериофаги модифицируют свою ДНК, чтобы избежать этой первой системы защиты. Вторая система, названная BrxU, защищает бактерии от бактериофагов с модифицированной ДНК, обеспечивая тем самым второй уровень защиты.

Исследователи создали чрезвычайно подробное 3D-изображение BrxU, чтобы лучше понять, как он защищает бактерии от бактериофагов с модифицированной ДНК. BrxU может стать еще одним полезным биотехнологическим инструментом, поскольку те же модификации ДНК, которые распознает BrxU, встречаются во всем геноме человека и изменяются при раке и нейродегенеративных заболеваниях.

Старший автор исследования, доктор Тим Блоуэр, доцент и стипендиат премии Листеровского института на факультете бионаук Даремского университета, сказал: "Способность распознавать модифицированную ДНК имеет решающее значение, поскольку подобные модификации встречаются во всей ДНК человеческого генома.


Результаты исследования ведущего автора доктора Дэвида Пиктона и его коллег опубликованы в журнале Nucleic Acids Research. 97 студентов, участвовавших в этой работе, учились на последних курсах бакалавриата или магистратуры на факультете биологических наук Даремского университета.

В рамках семинара по микробиологии, призванного обеспечить преподавание под руководством исследователей, им было поручено выделить новые бактериофаги для изучения. К счастью, эти бактериофаги не причиняют вреда человеку, но так же, как иммунная система человека реагирует на инфекции, бактерии были вынуждены выработать собственные иммунные системы, защищающие от бактериофагов.

Бактериофаги были собраны из реки Уир, прудов колледжа и других водоемов в окрестностях Дарема. Затем их использовали для проверки врожденного иммунитета бактериофагов на некоторых видах бактерий.