CRISPR

CRISPR

CRISPR/Cas sistemų struktūros ir molekulinių mechanizmų tyrimai

Neseniai atrasta nauja bakterijų apsaugos nuo bakteriofagų ir plasmidžių DNR sistema CRISPR (angl. "Clustered regularly interspaced short palindromic repeats") veikia panašiai kaip eukariotinių organizmų imuniteto sistema. CRISPR sistemos yra plačiai paplitusios ir randamos tiek prokariotiniuose organizmuose, tiek archėjose. CRISPR sritį genome sudaro trumpi (21- 49 bp ilgio) dalinai palindrominiai DNR pasikartojimai (gali būti nuo 2 iki 250 pasikartojimų). Tarp pasikartojančių DNR sekų yra įsiterpusios unikalios DNR sekos "skirtukai (angl. spacers)" kurie būna 20-58 bp ilgio. šalia CRISPR srities genome yra išsidėstę Cas (CRISPR-associated) genai (nuo 3 iki 10), kurią koduojami baltymai dažnai turi funkcinius domenus, būdingus nukleazėms, helikazėms, polimerazėms ir kt. su nukleorūgštimis sąveikaujantiems baltymams.

CRISPR/Cas sistema suteikia šeimininko ląstelei atsparumą bakteriofagams ir kitai "svetimai" nukleorūgščiai. Bakteriofagui ar plazmidei patekus į ląstelę, kai kurios bakterijos sugeba įsistatyti į savo genomą naujus skirtukus, kurie yra identiški bakteriofago ar plazmidės DNR sekoms. Tokios pasikeitusios bakterijos įgyja atsparumą tam fagui ar plazmidei, kurio DNR fragmentus jos įsistatė į savo genomą. Šio reiškinio molekuliniai mechanizmai kol kas neišaiškinti. Nežinoma, nei kaip atpažįstama "svetima" bakteriofago ar plazmidės DNR, nei kaip įsistatomas naujas skirtukas, nei kaip jis parenkamas. Šie mechanizmai yra tiriami mūsų skyriuje.