Британские молекулярные биологи выяснили, что адаптивный иммунитет бактерий способен идентифицировать и запоминать новые типы вирусов без химического распознавания их генетического кода, ориентируясь исключительно на аномально высокую скорость копирования чужеродного генома. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Nucleic Acids Research.
Исследователи из Ноттингемского университета и Университета Брунеля в Лондоне раскрыли механизм первичной адаптации системы CRISPR-Cas. Когда клетка впервые сталкивается с патогеном, у нее нет готовых РНК-гидов для точечного уничтожения мишени.
Физический захват новых фрагментов чужеродной ДНК для архивации в иммунную память осуществляет белковый комплекс Cas1-Cas2. Биологи пометили эти ферменты флуоресцентным белком, чтобы напрямую проследить за их поведением внутри живых клеток под воздействием ультрафиолетового излучения и при химической блокировке репликации.
Визуализация показала, что ферменты Cas1-Cas2 не сканируют нуклеотидные последовательности и не ищут химические маркеры «свой-чужой». Вместо этого белки мигрируют в зоны, где накапливаются одноцепочечные разрывы и бреши, возникающие как побочный продукт ускоренного удвоения нитей ДНК. На собственной хромосоме бактерии такие повреждения единичны и оперативно устраняются системами репарации.
Внедряющийся вирус, напротив, мгновенно захватывает ресурсы хозяина для штамповки сотен собственных копий, что создает колоссальную плотность структурных дефектов. Тот факт, что агрессор размножается бесконтрольно, превращает защиту в чисто математическую задачу, где Cas1-Cas2 автоматически поглощает фрагменты самого массового и фрагментированного генома в клетке.
