2albert@inbox.ru 0,0

Как известно, система CRISPR/Cas служит мощнейшим средством защиты бактерий от мобильных генетических элементов (плазмид, транспозонов и, конечно, бактериофагов). За прошедшие несколько лет системы CRISPR/Cas обнаружены у большинства бактерий и архей. Однако накапливается все больше данных, свидетельствующих о том, что роль CRISPR/Cas не ограничивается адаптивным иммунитетом. Показано, что эти системы регулируют экспрессию многих бактериальных генов, влияя на вирулентность патогенных бактерий и групповое поведение, а также участвуют в репарации ДНК и ускоряют эволюцию геномов. Наш обзор посвящен неиммунным функциям систем CRISPR/Cas и их молекулярным механизмам.

Любая клетка имеет мембрану, состоящую из двойного слоя липидов со встроенными в него белками. Разумеется, клетка должна обмениваться с окружающей средой сигналами и веществами. Малые молекулы просто диффундируют через мембрану или проникают через особые белковые каналы. Но как быть с более крупными молекулами — например, с небольшими белками? Для этого существует специальный путь — эндоцитоз. В общем случае его схема выглядит так: от клеточной мембраны отпочковывается пузырёк (везикула), переносящая вещество; далее везикула сливается с лизосомами, ферменты которых расщепляют ее содержимое. Но эндоцитоз может идти и другим путём — посредством структур, известных как кавеолы. Именно им и будет посвящена наша статья.

Публикация первого генома человека в 2001 году стала предвестником постгеномной эры — появление технологий секвенирования нового поколения (next-generation sequencing, NGS) позволило поверить в будущее персонифицированной геномики. Сегодня, спустя более 15 лет, коммерциализация приборов, чья работа основана на нанопоровом секвенировании, делает это будущее реальностью. Давайте же обсудим, чем так привлекательна новая технология.

Гонка вооружений между бактериями и фагами, вероятно, не закончится никогда. Ни одна из сторон не выйдет из этой войны окончательным победителем. Все, на что могут рассчитывать противоборствующие лагеря — динамическое равновесие.

В клетках эукариот гены, как правило, экспрессируются с образованием линейных молекул РНК. Однако по матрице многих генов синтезируются и ковалентно замкнутые кольцевые РНК. Эти молекулы почти 40 лет были обделены вниманием молекулярных биологов, и, как оказалось, совершенно незаслуженно. Недавние успехи в секвенировании РНК показали, что кольцевые РНК считываются с тысяч разных генов, и постепенно накапливаются сведения о многообразии и важности функций этих «темных лошадок». Выяснилось, например, что синтез некоторых кольцевых РНК связан с развитием ряда заболеваний, в том числе онкологических и болезни Альцгеймера. А это значит, что у нас появился прекрасный повод поговорить о биологии кольцевых РНК и их связи со здоровьем человека.

Вирофаги — это небольшая группа вирусов, которые могут размножаться в эукариотических клетках только вместе с другим вирусом-хозяином, используя его «фабрику» для производства собственных частиц. Известные на данный момент вирофаги паразитируют на гигантских вирусах, в частности мимивирусах, которые, в свою очередь, инфицируют клетки амёб. Используя ферменты вирусов-хозяев для образования своих частиц, вирофаги сильно портят им жизнь, мешая формированию вирионов и протеканию инфекционного цикла. Недавно было показано, что мимивирусы не так уж и беззащитны перед вирофагами: у них есть особая молекулярная машина, получившая название MIMIVIRE. Первоначально было заявлено, что по механизму работы MIMIVIRE очень напоминает систему CRISPR/Cas прокариот, направленную на защиту от вирусов и плазмид. Впрочем, история с MIMIVIRE куда более темная, чем кажется на первый взгляд...