Белковые ножницы активируют защитную функцию
Необрезанные и неотредактированные версии всех гелей, использованных в этом исследовании. Красная рамка указывает на часть геля, показанную на указанных рисунках. Кредит: Природа (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05571-7
Генные ножницы CRISPR/Cas9 вот уже несколько лет вызывают сенсацию в науке и медицине. Этот новый инструмент молекулярной биологии берет свое начало в древней иммунной системе бактерий. Он защищает бактерии от нападения так называемых фагов (вирусов, поражающих бактерии).
Исследователи из Института структурной биологии Университетской больницы Бонна (UKB) и медицинского факультета Боннского университета в сотрудничестве с университетом-партнером Сент-Эндрюс в Шотландии и Европейской лабораторией молекулярной биологии в Гамбурге обнаружили новая функция генных ножниц. Исследование было опубликовано в Nature .
Бактерии и фаги ведут борьбу не на жизнь, а на смерть на Земле с незапамятных времен.
Когда атакующий фаг вводит свой генетический материал в бактерию, она вынуждена производить новые фаги, которые, в свою очередь, заражают больше бактерий. В ответ некоторые бактерии развили систему CRISPR. С помощью этой бактериальной иммунной системы генетический материал фага распознается и уничтожается.
При этом полученные фрагменты интегрируются в геном бактерии. Это создает своего рода библиотеку, к которой иммунная система CRISPR может обращаться снова и снова и, таким образом, готовится к будущим атакам. Кроме того, было обнаружено, что так называемые варианты гена ножниц типа III продуцируют небольшие сигнальные молекулы. С помощью этих маленьких молекул бактерии включают сложный аварийный план. Это гарантирует, что с вирусом можно бороться оптимально и на широком фронте.
Исследователи из Института структурной биологии Университетской больницы Бонна (UKB) и медицинского факультета Боннского университета в сотрудничестве с учеными из партнерского Университета Сент-Эндрюс в Шотландии и Европейской ассоциации молекулярной биологии изучили, как это работает.
Лаборатория в Гамбурге. Исследовательская группа обнаружила, что небольшие сигнальные молекулы связываются, среди прочего, с белком под названием CalpL, который, таким образом, становится активной «протеазой».
Это ферменты, расщепляющие белки и, таким образом, функционирующие как белковые ножницы. «Протеазы также используются в иммунной системе человека для передачи информации на высокой скорости», — говорит Нильс Шнебергер, докторант Института структурной биологии Университета Великобритании и один из двух первых авторов исследования.
Наконец, исследователи также нашли цель своих недавно открытых белковых ножниц. Он разрезает небольшую белковую молекулу под названием CalpT, которая действует как предохранительная защелка для CalpS, третьей белковой молекулы: «CalpS — это очень хорошо защищенный белок, который высвобождается посредством всего механизма. Он перенесет механизм транскрипции на определенные гены. , переключая метаболизм бактерии на защиту. Нам очень любопытно [узнать], что это за гены», — объясняет Кристоф Руйон, приглашенный научный сотрудник Института структурной биологии и первый автор исследования.
С открытием этого сложного сигнального каскада исследователи открыли совершенно новый аспект систем CRISPR.
Самое замечательное в системах CRISPR то, что их можно очень легко перепрограммировать для биотехнологических и медицинских целей. С помощью CRISPR можно целенаправленно изменять ДНК, то есть вставлять или вырезать гены или целые блоки генов. Некоторые заболевания, такие как спинальная мышечная атрофия (СМА), приводящая к параличу нервов, уже сегодня можно лечить с помощью генных ножниц.
«С этими CRISPR-активированными белковыми ножницами теперь в наборе инструментов молекулярной биологии появился совершенно новый инструмент», — говорит доктор Грегор Хагелюкен, руководитель группы в Институте структурной биологии UKB и член Трансдисциплинарного исследовательского центра. Зона «Жизнь и здоровье» в Боннском университете. «И, возможно, это позволит использовать CRISPR еще более разносторонне в будущем», — добавляет он.
Дополнительная информация:
Christophe Rouillon et al.
Противовирусная передача сигналов с помощью протеазы CRISPR, активированной циклическим нуклеотидом, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05571-7
Информация журнала:
Природа
Предоставлено
Университетская больница Бонна
Цитата :
Обнаружена новая функция генных ножниц CRISPR: белковые ножницы активируют защитную функцию (2022, 25 ноября)
получено 26 ноября 2022 г.
с https://phys.org/news/2022-11-function-crispr-gene-scissors-protein.html
Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
Некоторым правителям майя, возможно, понадобилось несколько поколений, чтобы привлечь подданных.
Простолюдины, возможно, сыграли недооцененную роль в возвышении древней королевской династии майя.
Самопровозглашенные «божественные владыки» в поселении майя под названием Тамариндито на территории нынешней Гватемалы оставили себе светящиеся иероглифы в качестве глав могущественной династии «Листящих свитков».
Но новые находки показывают, что шишки в Тамариндито провели много поколений, ожидая появления своих подданных или, возможно, вынашивая планы по привлечению последователей, говорят археолог и эпиграф Маркус Эберл из Университета Вандербильта в Нэшвилле и его коллеги.
Короли Тамариндито основали свою столицу примерно к 400 году как простую деревню, насчитывающую, возможно, несколько десятков человек, состоящую из королевского двора и пары жилых кварталов для неэлиты, сообщают ученые 4 ноября года. Латиноамериканская древность .
По словам Эберла, потребовалось около 150 лет, чтобы в Тамариндито появилось достаточно людей, чтобы правители этого места могли расширить свою власть. В этот момент правители Листовидных Свитков основали меньшую вторую столицу и несколько других поселений на севере Гватемалы.
Эти правители достигли пика власти примерно между 550 и 800 годами9.0005
Королевское искусство и письменность в Тамариндито и других классических памятниках майя ошибочно предполагают, что короли обладали абсолютной властью, утверждает Эберл. «В случае с Тамариндито правители майя должны были узаконить свою власть и укрепить власть, вероятно, ведя переговоры с неэлитой и убеждая ее» стать подданными.
Иероглифы, провозглашающие божественную силу и мифологическое происхождение правителей Листовидных свитков, изучались с момента открытия Тамариндито в 1958 году. Иероглифическая эмблема этих правителей изображала вьющийся стебель водяной лилии, произрастающей в равнинной Гватемале. Более семи полевых сезонов, начиная с 2009 г., группа Эберла провела раскопки и обследовала большую часть этого места и задокументировала все сохранившиеся королевские надписи.
Незаконная вырубка леса в Тамариндито позволила идентифицировать большую часть строений участка при наземных исследованиях.
Никаких следов поселения-предшественника Тамариндито найдено не было, что делает это место хорошим местом для изучения того, как правители майя с нуля строили центр власти, говорит Эберл.
Подпишитесь на новости науки, чтобы удовлетворить свой всеядный аппетит к универсальным знаниям.
Подписаться
Первые работы в Тамариндито были сосредоточены на строительстве церемониального центра, состоящего из пирамиды, королевского дворца и большой площади на вершине 70-метрового холма. Эта ритуальная зона с площадью в центре была относительно небольшим проектом. По оценкам исследователей, за 25 лет эти строения могли построить от 23 до 31 рабочих.
Но королевские амбиции правителей Листовидных Свитков, выраженные в ритуальном центре, намного опережали демографическую реальность. По словам Эберла, несмотря на небольшое количество местных жителей, площадь Тамариндито изначально предоставляла место для сбора около 1650 человек. Он подозревает, что любому публичному собранию не хватило бы места на площади.
Декоративные стили керамики, обнаруженные в 43 группах неэлитных жилищ в Тамариндито, в основном датируются между 600 и 850 годами, когда, по словам исследователей, прибыло большинство жителей этого места — через несколько сотен лет после основания города. За это время ритуальная площадь была расширена.
Примерно 3000 лет назад народ майя построил церемониальные площади даже больше, чем в Тамариндито ( SN : 03.06.20 ). Эти ритуальные центры могли периодически посещать группы, разбросанные по обширным регионам, говорит археолог Франсиско Эстрада-Белли из Тулейнского университета в Новом Орлеане.
Неясно, существовало ли достаточное количество древних поселений в пределах дня ходьбы от Тамариндито, чтобы поддерживать большие собрания на площади в особых случаях, говорит Эстрада-Белли, не участвовавшая в новом исследовании. Он подозревает, что правители Тамариндито обозначили свою власть над обширной территорией, построив впечатляющий ритуальный центр.
Даже на пике своего развития в Тамариндито проживало не более нескольких тысяч человек, говорит Эберл.