Enzimas de una pluma: Los componentes de CRISPR-Cas trabajan juntos para mejorar la protección contra los virus
Investigadores de Skoltech y sus colegas de Rusia y EE.UU. han demostrado que los dos componentes del sistema de inmunidad bacteriana CRISPR-Cas, uno que destruye elementos genéticos extraños como los virus y otro que crea "memorias" de elementos genéticos extraños almacenando fragmentos de su ADN en un lugar especial del genoma bacteriano, están físicamente vinculados. Este vínculo ayuda a las bacterias a actualizar eficazmente su memoria inmunitaria cuando son infectadas por virus mutantes que han aprendido a evadir la defensa CRISPR-Cas. El trabajo se ha publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Pavel Odinev / Skoltech
CRISPR-Cas, un mecanismo de defensa que proporciona a las bacterias resistencia a sus virus (bacteriófagos), destruye el ADN de adversarios previamente encontrados "comparándolo" con espaciadores, breves trozos de información genética almacenados como "biblioteca" en un "chip de memoria" situado en un lugar especial del genoma bacteriano. CRISPR-Cas "aprende" a reconocer nuevos enemigos incorporando a esta biblioteca nuevos espaciadores derivados del virus durante la infección. Las dos etapas del funcionamiento de CRISPR, la adquisición de espaciadores y su uso para combatir las reinfecciones, se denominan, respectivamente, adaptación e interferencia.
"Para evitar CRISPR, los fagos adquieren mutaciones que introducen desajustes con los espaciadores. Así que, para mantener una defensa eficaz, el sistema CRISPR-Cas necesita actualizar el conjunto de espaciadores más rápido de lo que surgen los fagos mutantes con mutaciones de escape. Para cumplir este requisito, los sistemas CRISPR-Cas han desarrollado un mecanismo especial de "adaptación preparada". Durante la adaptación preparada, los espaciadores preexistentes que reconocen una diana, aunque sea de forma ineficaz, promueven la adquisición muy eficiente de espaciadores adicionales de la misma molécula de ADN en la que se encuentra la diana", explica Olga Musharova, investigadora de Skoltech y primera autora del artículo.
El mecanismo molecular exacto del cebado aún no está claro, pero está claro que requiere una estrecha coordinación entre las partes de destrucción y memorización del mecanismo CRISPR. En el nuevo artículo, el profesor de Skoltech Konstantin Severinov, Musharova y sus colegas pudieron confirmar la existencia de un "complejo de cebado" que incluye tanto las proteínas Cas1-Cas2, responsables de adquirir nuevos espaciadores, como la proteína Cas3, que corta el ADN enemigo.
"La parte que destruye el ADN extraño y la que adquiere nueva información para la futura función protectora del sistema CRISPR-Cas están vinculadas. Es como si el mazo en un juego de Whac-A-Mole también pudiera tomar fotos de los topos para futuras referencias", dijo Severinov.
En experimentos con E. coli, el equipo demostró que los fragmentos de ADN que son degradados por Cas3 pasan directamente a Cas1-Cas2 como "preespaciadores" que acaban convirtiéndose en espaciadores. "Este resultado tiene una importancia fundamental. Hemos descubierto el vínculo entre los procesos de interferencia y de adaptación", afirma Musharova. "Nuestros hallazgos también muestran cómo se puede hacer más eficiente la adaptación CRISPR, lo que es importante para utilizar las poblaciones bacterianas para el almacenamiento de información".
El equipo tiene previsto seguir investigando la adaptación cebada en las células bacterianas y encontrar la forma más eficiente de instalar las "memorias" deseadas en el ADN bacteriano en forma de espaciadores.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
