O descoperire importantă în înțelegerea modului în care virusurile înfrâng imunitatea bacteriană
Bacteriile se apără împotriva virușilor invadatori printr-un sistem molecular numit CRISPR, care utilizează foarfece moleculare pentru a distruge ADN-ul viral. Totuși, virușii pot contracara această apărare cu un truc molecular care oprește producerea acestor foarfece. Într-un articol publicat în revista Nature, cercetătorii de la UC San Francisco au descoperit cum o proteină virală numită „anti-CRISPR” se așază pe linia de asamblare a proteinelor bacteriene, cunoscută sub numele de ribozom, și o blochează în momentul în care o proteină CRISPR, numită Cas12, începe să se formeze. Aceasta declanșează mecanismul de control al calității ribozomului, distrugând atât proteina emergentă, cât și complementul său de mARN.
Proteina virală, denumită AcrVA2, este singurul anti-CRISPR cunoscut care sabotează astfel CRISPR-ul. „Atunci când am introdus AcrVA2 în celulele bacteriene împreună cu Cas12, am observat dispariția lui Cas12. Credeam că anti-CRISPR-urile doar se atașează de proteinele Cas pentru a le împiedica să taie, dar aceasta era fundamental diferită,” a declarat Joseph Bondy-Denomy, PhD, autor senior al studiului și profesor de microbiologie și imunologie la Universitatea din California – San Francisco.
Ribozomii sintetizează Cas12 pe baza instrucțiunilor genetice stocate în ADN-ul bacterian. Aceste instrucțiuni sunt copiate pe un șablon molecular numit mARN. Ribozomii folosesc mARN-ul pentru a asambla Cas12, aminoacid cu aminoacid.
Cercetătorii, conduși de Nicole Marino, PhD, au testat fiecare etapă a procesului – de la ADN la mARN și apoi la proteină – pentru a determina exact când a dispărut Cas12. AcrVA2 nu a blocat gena Cas12, ceea ce ar fi prevenit formarea mARN-ului Cas12, și nici nu a distrus mARN-ul în tuburile de testare. Așadar, oamenii de știință au căutat să vadă dacă anti-CRISPR-ul afecta ribozomul.
Ei au descoperit că AcrVA2 aștepta în timp ce ribozomul producea proteină după proteină. Însă, de îndată ce AcrVA2 a observat primii aminoacizi ai lui Cas12 începând să apară, a prins proteina în formare și a declanșat o oprire a liniei de asamblare. „Acest anti-CRISPR are o mână pentru a se ține de ribozomi și alta care selectează doar o proteină: Cas12,” a afirmat Bondy-Denomy. „Forțează ribozomul să trateze un mesaj normal ca pe unul defect.”
Odată ce ribozomul a fost blocat, mecanismele de control al calității ale bacteriilor au distrus atât proteina Cas12 în formare, cât și șablonul său de mARN. Această descoperire pare a fi prima de acest fel: o proteină care întrerupe fabricarea alteia pe ribozomi. Este doar cea mai recentă întorsătură în înțelegerea noastră a cursei evolutive dintre bacterii și viruși.
