У эукариот есть белки, способные редактировать геном по методу бактериальной противовирусной системы.
На днях в Nature была опубликована статья, в которой говорится, что у грибов, водорослей, амёб и моллюсков есть нечто похожее на бактериальный генетический редактор CRISPR/Cas. О редакторе CRISPR/Cas мы много раз рассказывали, и особенно подробно – в связи с Нобелевской премией, которую за него присудили. Вкратце напомним, что Cas – это белок, который с помощью короткой вспомогательной молекулы РНК ищет определённое место в клеточной ДНК. Там, где последовательность вспомогательной РНК (или РНК-проводника) совпадает с ДНК, белок Cas делает надрез в ДНК. Что происходит дальше, зависит от конкретных биотехнологических задач. Клетка должна залатать разрыв, и тут ей можно в качестве образца для латки подсунуть какую-нибудь последовательность нуклеотидов, так что в разрезанном гене появится мутация. Собственно, CRISPR/Cas стал знаменит после того, как стало понятно, что с его помощью можно в буквальном смысле редактировать ДНК в самых разных организмах. Причём редактировать в конкретном месте – РНК-проводник проведёт фермент Cas именно туда, куда нужно.
Но CRISPR/Cas создавали не с нуля. Изначально его обнаружили у бактерий, у которых эта система служит для защиты от вирусов. В лабораторном CRISPR/Cas вспомогательную РНК синтезируют экспериментаторы, у бактерий же эта РНК синтезируется на особом участке генома, который называется CRISPR. Здесь хранятся образцы вирусных последовательностей, которые некогда пробирались в бактерию и с которыми удалось справиться. Теперь образцы вирусных геномов служат противовирусному иммунитету. Бактерии легко подхватывают разнообразную ДНК из внешней среды, и часто эта ДНК оказывается полезной, несущей какие-то интересные гены. Если же ДНК вирусная, её узнает РНК, считанная из вирусной картотеки CRISPR, и фермент Cas вирусную ДНК расщепит.
Некоторое время назад у бактерий нашли ещё один похожий молекулярный аппарат, точнее, класс аппаратов, под названием OMEGA. Похожесть OMEGA на CRISPR/Cas состоит в том, что в обоих случаях есть белки, которые под руководством РНК режут ДНК. Если про CRISPR/Cas уже вполне понятно, что это защита от вирусов, то насчёт белков OMEGA не очень ясно, зачем они нужны. Зато удалось выяснить, что они связаны с так называемыми транспозонами, или мобильными генетическими элементами – небольшими участками генетической последовательности, которые могут самостоятельно путешествовать по геному, встраивая себя то туда, то сюда. (Мы подробно писали о некоторых транспозонах, которые произошли от вирусов.) Геномные исследования показали, что некоторые из Cas белков явно родственны белкам системы OMEGA, причём родственны таким образом, что OMEGA выступает предком Cas.
Источник: https://www.nkj.ru/…
