общ

Как CRISPR редакторът на генома помага в борбата с бактериите

Известният редактор на геноми CRISPR-Cas9 вече еТой се е утвърдил доста добре като медицинско средство за лечение на заболявания. И многократно сме ги съобщавали на страниците на нашия портал, така че се абонирайте за нас в Telegram, за да не пропуснете нищо. Обаче обхватът на приложение на това забележително изобретение може да бъде много по-широк. Например, не толкова отдавна група учени от Канада разработиха нов начин за доставяне на инструменти за редактиране на ДНК директно на микроорганизми. И това ще ви позволи ефективно да повлияете на специфични щамове на бактерии (включително устойчиви на антибиотици супербактерии), които по-рано не биха могли да бъдат постигнати.

Геномен редактор никога не престава да удивлява

Как редакторът на генома може да убива микробите

Учени от Университета в Западен Онтариоса разработили нов метод за доставяне на CRISPR, който ще помогне за целенасочено убиване на бактерии. В бъдеще това може да се разглежда като алтернатива на традиционните антибактериални лекарства, които наскоро загубиха своята ефективност поради бързата адаптивност на бактериите.

Доставка на всяко терапевтично средство,включително CRISPR е много сложен. - казва един от авторите на творбата, професор Богумил Карас. Една от основните причини, поради която съм доволен от тази работа, е, че резултатите вече имат широк спектър от възможни приложения в реалния свят. Освен че може да разработи антимикробни средства от ново поколение, които са ефективни дори за бактерии, които са резистентни на всички известни антибиотици, тази технология може да се използва и за подпомагане на "добрите" бактерии да произвеждат съединения за лечение на заболявания.

Но как е възможно това? Според редакторите на списанието Nature Communications всичко е съвсем просто. Освен ако, разбира се, редактирането на ДНК не може да се счита за проста задача. Принципът на излагане на бактерии обаче се основава на това как работи самият редактор на генома. CRISPR, когато "изрязва" участъци от ДНК, определя къде да се манипулира благодарение на така наречените "палиндромни повторения". Това, ако не навлизате в подробности, определени участъци от ДНК, които започват с един конкретен нуклеотид (структурна единица на ДНК) и завършват с друг. И когато повторението на палиндром, програмирано в CRISPR, бъде разпознато от редактора, тогава се случва редактиране.

Използването на CRISPR за убиване на бактерии не правие нова идея, защото това е, което CRISPR по същество трябва да направи - да промени структурата на ДНК. И тъй като бактериите са едноклетъчни организми с една единствена ДНК, нейната промяна неизбежно води до смърт. Проблемът винаги е бил как да доставим CRISPR на бактерията.

Процесът на прехвърляне на редактора на генома от една бактерия в друга

CRISPR Системата за доставка използва естественоспособността на бактериите да се размножават, наречена бактериална конюгация. Това е еднопосочен пренос на част от генетичен материал при директен контакт на две бактериални клетки. Така редакторът на генома първоначално се поставя в бактериалната клетка на човешка микробиома (например в чревната микрофлора). Тъй като CRISPR първоначално е бил „настроен“ на специални бактерии, той не вреди на микрофолозата. В същото време, когато в тялото се появи „враг“, той започва да взаимодейства с други бактерии и благодарение на трансфера на ДНК получава и CRISPR, който разпознава „мишената“ и я унищожава на генно ниво.

Вижте също: С помощта на редактора на генома беше възможно да се постигне имунитет срещу отрова

Откритието предоставя възможност, според учените,много по-добре е да се справите с бактериите, устойчиви на антибиотици. Например, Staphylococcus aureus (Staph A) и Escherichia coli (E. coli) наскоро започнаха да образуват резистентни на антибиотици щамове, наречени superbugs. И новият начин трябва да действа върху тях особено ефективно.