Анастасия Шаталова 0,0

Бесконечная гонка вооружений между прокариотическими системами CRISPR-Cas и мобильными генетическими элементами часто приводит к тому, что последние либо обзаводятся специальными механизмами, позволяющими им нейтрализовать действие CRISPR-Cas, либо приобретают мутации, благодаря которым они уклоняются от действия защитных систем. Однако, как недавно показала группа ученых во главе с Константином Севериновым, в бактериальных популяциях сохраняется небольшое количество копий плазмид, которые являются прямыми мишенями систем CRISPR-Cas клеток-хозяев и, более того, при этом не приобретают защитных мутаций. Как же этим плазмидам удается сохраняться в бактериальной популяции и зачем это может быть полезно бактериям? Давайте разбираться.

Не секрет, что Нобелевская премия за разработку системы редактирования геномов CRISPR/Cas9 была лишь вопросом времени. Работы Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудны послужили началом взрывного роста популярности CRISPR-системы. Метод так называемых молекулярных ножниц значительно расширил потенциал генной инженерии, на практике показал свою эффективность и даже успел стать предметом громкого скандала «за биоэтику». Эти и другие относящиеся к теме редактирования геномов вопросы неоднократно освещались в материалах «Биомолекулы». Так что сегодня мы радуемся как за CRISPR-систему, так и за двух прекрасных лауреатов, отмеченных Нобелевским комитетом.

Традиционно «Биомолекула» подводит научные итоги уходящего года. Для вас мы прочитали всё самое важное в журналах Nature и Science (ну и, кстати, уже рассказали об их рейтинге в последнем дайджесте), покопались в главных научных конфликтах года, добавили немного от себя, а также присмотрели новостных поводов на 2020 год!

Системы CRISPR/Cas бактерий и архей обеспечивают защиту их клеток от вирусов и другого инородного генетического материала. Активные системы CRISPR/Cas есть и у многих патогенных бактерий, в частности, Clostridium difficile, вызывающей диарею и колит. Как показало недавнее исследование ученых из Сколковского института науки и технологий и их французских коллег, собственную активную систему CRISPR/Cas клостридии можно «натравить» на геном самой же бактерии и с ее помощью произвести в нем изменения, что в перспективе может стать новым способом борьбы с этим патогеном, против которого зачастую бессильны антибиотики. Наша статья посвящена этому новому подходу для борьбы с патогенными бактериями.

Уже давно известно, что системы CRISPR/Cas, защищающие бактерий и архей от вирусов, иногда обнаруживают в составе бактериофагов и транспозонов. Как правило, такие системы CRISPR/Cas неполные и не кодируют нуклеаз. Каково же функциональное предназначение этих «демо-версий» CRISPR/Cas? Недавно на страницах Nature американские исследователи сообщили, что бактериальные Tn7-подобные транспозоны используют свои системы CRISPR/Cas для РНК-направленной интеграции в геном. Более того, ученые предполагают, что транспозоны, которые содержат систему CRISPR/Cas и интегрируются в то место ДНК, которое комплементарно направляющей РНК, могут стать новым инструментом для редактирования генома. Наша статья посвящена этому интереснейшему открытию.

Многие издания подводят в конце декабря итоги печатного года — и «Биомолекула» не исключение. Знакомьтесь с нашим хит-парадом статей, которые в 2018 году читали чаще всего! Если вы видели прошлогодний «парад открыток», то что-то может вам показаться знакомым — некоторые обзорные статьи не теряют актуальности и продолжают регулярно просматриваться. Но появились и новички, которые привлекли к себе много читателей.

Технология редактирования генома, основанная на CRISPR/Cas, стремительно набирает популярность в качестве инструмента для решения самых разных биологических задач. Чаще всего в качестве редактора используют белок-эффектор Cas9, который с помощью направляющей (гидовой) РНК узнает ДНК-мишень, а затем разрезает ее. Впрочем, несмотря на свою популярность, Cas9 не лишен недостатков, в частности, он нередко разрушает не те мишени, которые были запрограммированы в гидовой РНК. Возможная альтернатива Cas9 — белки Cas12, в частности Cas12b, которые несколько лет назад предсказал сотрудник, а тогда аспирант, Сколтеха Сергей Шмаков. Любопытно, что, несмотря на то что для распознавания мишени Cas12b нужно спаривание всего лишь пяти нуклеотидов гидовой РНК с мишенью, этот фермент довольно специфичен. Как же Cas12b это удается? В работе, опубликованной журналом RNA biology, аспирантка Ишита Джайн из Центра наук о жизни Сколтеха и ее соавторы решили разобраться с этим. Попробуем разобраться и мы.

Говоря о системе CRISPR/Cas, в большинстве случаев имеют в виду локусы CRISPR, содержащие спейсеры и повторы, и связанные с ними гены, кодирующие белки Cas. Однако, помимо Cas, существуют и другие белки, тесно связанные с CRISPR. Некоторые из них строго необходимы для функционирования системы, другие встречаются вблизи локусов CRISPR лишь изредка. Как понять, имеет ли белок какое-либо отношение к CRISPR/Cas или нет? Группа ученых из Центра наук о жизни Сколтеха и Национальных институтов здоровья на страницах престижного журнала Proceeding of National Academy of Sciences сообщила о создании специального инструмента, который позволит ответить на этот вопрос. В нашей статье мы его и обсудим.