Молекулярная структура системы CRISPR/Cas9: гидРНК показана красным, ДНК желтым. Credit: Ibreakstock | Dreamstime.com
Молекулярная структура системы CRISPR/Cas9: гидРНК показана красным, ДНК желтым. Credit: Ibreakstock | Dreamstime.com
Подготовила Яна Войцеховская
Системы CRISPR-Cas отвечают за иммунный ответ у бактерий и архей и защищают их от фагов. Устройство этих систем особенно интересует исследователей, так как некоторые компоненты CRISPR-Cas можно использовать в генной инженерии в качестве инструментов для редактирования геномов.
Основные компоненты систем CRISPR-Cas — во-первых, прямые ДНК-повторы, разделенные спейсерами (их английское название сокращается как CRISPR), а во-вторых, гены, кодирующие белки и ассоциированные с этими повторами (cas — CRISPR-associated genes). В некоторых системах встречаются дополнительные гены, но их функция пока полностью не изучена.
Команда ученых, работающих в США и в России (Национальный центр биотехнологической информации Национальных институтов здравоохранения США в Бетезде, Сколковский институт науки и технологий), применила биоинформатические методы для обнаружения новых генов, возможно, связанных с CRISPR-Cas системами. Исследователи проанализировали геномы тысяч бактерий на ассоциированность генов с CRISPR, то есть на то, как часто данный ген встречается рядом с CRISPR у разных бактерий. Полученную для каждого гена ассоциированность с CRISPR они сравнивали с таким же параметром для известных генов cas и нашли 79 генов-кандидатов, которые могут быть связаны с CRISPR неслучайным образом, но ранее с ее работой не ассоциировались.
Также исследователи оценили функциональные свойства белков, кодируемых данными генами. Оказалось, что часть их относится к мембранным белкам, а другие связаны с системой передачи сигнала в клетке.
По мнению авторов, сделанные ими предсказания меняют представления о возможном функционировании CRISPR-Cas систем и предоставляют обширный материал для экспериментальных исследований. Также авторы считают, что разработанный алгоритм можно использовать для описания других генетических систем у прокариот.
Источник
Sergey A. Shmakov, Kira S. Makarova, Yuri I. Wolf, Konstantin V. Severinov, Eugene V. Koonin. // Systematic prediction of genes functionally linked to CRISPR-Cas systems by gene neighborhood analysis. // PNAS May 21, 2018. 201803440; published ahead of print May 21, 2018. DOI: 10.1073/pnas.1803440115
Показать все 0 комментария