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.

Один из способов повышения урожайности растений — подселение к ним «правильной» микробиоты. Симбионты-бактерии, грибы, археи и вирусы (про последних часто забывают) нужны растениям не меньше, чем кишечная микробиота — человеку. «Правильный» микробиом помогает растениям разными способами: добывает так остро необходимый азот, увеличивает растворимость и доступность минеральных удобрений, защищает от патогенов, синтезирует полезные для растений вещества и стимуляторы роста, очищает почву от вредных веществ. Микробиота может даже защитить от резкого перепада температур, что особенно важно в условиях меняющегося климата. В этой статье мы поговорим о механизмах работы пробиотиков для растений и о том, какую пользу они могут принести современному сельскому хозяйству.

В ходе эволюции бактерии и археи обзавелись множеством молекулярных систем, защищающих их от вирусов. Но и вирусы тоже не лыком шиты: многие из них имеют белки, предназначенные для противодействия защитным системам микроорганизмов. Недавнее исследование ученых из Центра наук о жизни Сколковского института науки и технологий показало, что белок Ocr фага T7, поражающего кишечную палочку, позволяет вирусу уклоняться от действия не только системы рестрикции-модификации, как было установлено ранее, но и от другой, хуже изученной защитной системы бактерий — BREX-системы.

Яркая, полная красивых абстракций и с не менее любопытным текстом на страницах, книга «Тайная война микробов» за авторством французской журналистки Флоранс Пино вышла в далеком 2016 году. Ранее на «Биомолекуле» уже была опубликована рецензия на эту книгу, но прошло время, и остается ли она актуальной для читателя? Все так, и можно сказать, что спустя четыре года, она приобрела особую актуальность. В самом начале карантина, связанного с пандемией COVID-19 (об этом можно прочитать в статье «Биомолекулы» «Хроника распространения SARS-CoV-2»), соотечественник Флоранс — президент Франции Эммануэль Макрон — в своем обращении к французскому народу сказал: «Nous sommes en guerre, en guerre sanitaire» («Мы на войне, на войне за здоровье»). И эта фраза справедлива как по отношению к странам, борющимся с эпидемией, так и к каждому человеку, чей организм ежедневно сталкивается с множеством невидимых нашему глазу врагов. Описанию этих врагов, их военных стратегий и способов борьбы с ними и посвящена данная книга. Внимание! Поскольку автор книги — француженка, для лучшего понимания некоторых идей книги желательно уметь отличать сыр грюйер от камамбера!

В связи с повсеместной антибиотикорезистентностью бактерий поиск новых антибиотиков становится задачей повышенной важности. Но не менее важно разобраться в механизме действия и уже описанных соединений. Большая группа исследователей, в числе которых специалисты из Сколтеха, МГУ им. М.В. Ломоносова и Гамбургского университета, смогла детально выяснить механизм действия антибиотика тетраценомицина X и показала, что это вещество «затыкает» выводной туннель бактериальных и эукариотических рибосом.

Тщательное изучение вирусных белков, даже самых многочисленных, подчас преподносит исследователям множество сюрпризов. Российские и американские ученые детально изучили РНК-полимеразу бактериофага φ14:2, входящего в семейство сrAss-подобных фагов — самой многочисленной группы вирусов в желудочно-кишечном тракте человека. Этот фермент упаковывается в вирионы вместе с вирусным геномом и участвует в транскрипции генов фага в начале инфекции. Исследователям удалось получить кристаллическую структуру РНК-полимеразы фага φ14:2, которая, как оказалось, очень похожа на эукариотические РНК-полимеразы, задействованные в РНК-интерференции. Авторы работы высказывают предположение, что эукариотические РНК-полимеразы, участвующие в РНК-интерференции, позаимствованы у фага, который, вероятно, инфицировал бактерию — предка митохондрий.

Проблема стремительного распространения устойчивости к антибиотикам среди патогенных бактерий — одна из самых острых проблем современной медицины, поэтому разработка новых антибиотиков сейчас является очень важной задачей. Недавно на страницах журнала Cell американские исследователи сообщили, что сумели найти новый потенциальный антибиотик широкого спектра в базе данных соединений Drug Repurposing Hub с помощью машинного обучения. Обнаруженное вещество получило название галицин. Авторы работы экспериментально показали, что галицин обладает бактерицидной активностью против бактерий разных филогенетических групп, включая такие патогены человека, как возбудитель туберкулеза Mycobacterium tuberculosis и возбудитель колита Clostridioides difficile. Наша статья посвящена новой стратегии поиска потенциальных антибиотиков с помощью машинного обучения.

Сейчас сложно найти молекулярного биолога, который бы не знал про систему CRISPR/Cas, обеспечивающую адаптивный иммунитет бактерий и архей против вирусов и мобильных генетических элементов. Впрочем, накапливается масса свидетельств и о других функциях CRISPR/Cas. Так, недавно группа исследователей, в числе которых были и специалисты из Центра наук о жизни Сколковского института науки и технологий, показала, что системы CRISPR/Cas могут использовать вирусы гипертермофильных архей в конкурентной борьбе друг с другом. Такие вирусные системы не имеют генов cas, зато содержат локусы CRISPR с несколькими спейсерами, соответствующими фрагментам генома вируса-конкурента. Как же работают вирусные «мини-CRISPR»?