CRISPR-Cas sistemləri bakteriyaları viruslardan qorumağa kömək edir. Tərkibinə və funksiyalarına görə fərqlənən bakteriyalarda bir neçə müxtəlif növ CRISPR-Cas müdafiə sistemlərinə rast gəlinir. Onların arasında bu gün ən çox tədqiq edilən zülallar, DNT və ya “gen qayçı” kimi də tanınan Cas9 və Cas12-dir ki, bunlar genomun redaktəsi sahəsində inqilab etmiş, alimlərə genomları redaktə etməyə və xəstəliyə səbəb olan mutasiyaları dəqiq şəkildə düzəltməyə imkan vermişdir.

Vilnüs Universitetinin Həyat Elmləri Mərkəzinin Biotexnologiya İnstitutunun tədqiqatçıları – Dalia Smalakytė, Audronė Rukšėnaite, Dr. Giedrius Sasnauskas, Dr. Giedrė Tamulaitienė və Dr. Gintautas Tamulaitis – CRISCas SC-də zülalların quruluşunu aşkar etdilər. bakteriya və onların necə fəaliyyət göstərdiyinə dair mexaniki təfərrüatlar təqdim etdi. Onların tədqiqatının nəticələri Molecular Cell jurnalında dərc olunub .

Dr. Tamulaitisin rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar qrupu sensor rolunu oynayan CRISPR-Cas10 bakterial müdafiə sistemini öyrənir. Virus bakteriyaya hücum edərkən, siklik oliqoadenilatlar adlanan unikal siqnal molekullarını sintez edərək “mesaj” göndərir.

Bu siqnal molekulları müxtəlif effektorlar , yəni sistemdə viruslara qarşı bakterial müdafiəni gücləndirən köməkçi zülallar tərəfindən tanınır . Bu yaxınlarda aparılan hesablama analizi CRISPR-Cas10 effektorlarının müxtəlif fermentativ fəaliyyətlərə malik ola biləcəyini proqnozlaşdırdı ki, bu da bakteriyaların müxtəlif yollarla viruslara qarşı müdafiəsinə imkan verir.

“Tsiklik oliqoadenilatların kəşfi və CRISPR-Cas10 mexanizminin başa düşülməsi böyük elmi marağa səbəb oldu və siqnal yolunun tədqiqində sıçrayışa səbəb oldu. Bu yaxınlarda oxşar qorunma prinsipi digər bakterial müdafiə sistemlərində də müəyyən edilmişdir: CBASS, Pycsar və Thoeris Bu araşdırmada biz CRISPR-Cas10 siqnal molekulları tərəfindən aktivləşdirilən üçtərəfli CalpL-CalpT-CalpS effektorunu araşdırdıq və bu kompleks sistemin necə işlədiyini və onun necə tənzimləndiyini izah etdik”, – deyə Dr Tamulaitis izah edir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1728969333&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-10-filament-crispr-cas-protein-scissors.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI5LjAuNjY2OC45MCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI5LjAuNjY2OC45MCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyOS4wLjY2NjguOTAiXV0sMF0.&dt=1728969333172&bpp=1&bdt=306&idt=389&shv=r20241010&mjsv=m202410080101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Ddd084782a3980897%3AT%3D1725971170%3ART%3D1728969247%3AS%3DALNI_Ma1uv12HX_ctV-7loP2Dla_dLGslw&eo_id_str=ID%3D6cdee71e935b6dcb%3AT%3D1725971170%3ART%3D1728969247%3AS%3DAA-AfjZEH1DAbfRV50frmhACTroQ&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=171643269504&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2085&biw=1903&bih=859&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31087796%2C95338242%2C95341936%2C95342015%2C95343454%2C95344188%2C95344778%2C31061690&oid=2&pvsid=1317393846384203&tmod=365233425&uas=0&nvt=2&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C859&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=395

CalpL-CalpT-CalpS effektoru üç əsas zülaldan ibarətdir: CalpL, siqnal tanıyan zülal qayçı kimi fəaliyyət göstərir; CalpS, gen ifadəsini tənzimləyən bir protein ; və CalpT, CalpS zülalının inhibitoru. Tədqiqatçılar bu sistemi tədqiq etmək üçün biokimyəvi, biofiziki, bakteriya sağ qalma testləri və kriogen elektron mikroskopiya (kriyo-EM) birləşməsindən istifadə ediblər. Onlar tapdılar ki, CalpL viral infeksiyaya siqnal verən molekulu bağladıqda, dəyişkən tərkibli polimer filament əmələ gətirir.

Filament quruluşu CalpT-CalpS heterodimerinə qoşulmağa imkan verir, CalpL qayçısının aktiv mərkəzini CalpT inhibitorunun yaxınlığında yerləşdirir və onu parçalamağa imkan verir. CalpT kəsildikdən sonra, CalpS heterodimerdən ayrılır və bakteriyanı viral infeksiyadan qorumaq üçün gen ifadəsini tənzimləyə bilər.

Müəlliflərdən biri Dalia Smalakytė qeyd edir ki, CRISPR-Cas protein qayçılarının fəaliyyəti vaxtında ciddi şəkildə tənzimlənir. Zülal qayçı, siqnal molekullarının bağlanması və filament əmələ gəlməsi ilə işə salınan daxili taymer mexanizminə malikdir. Bu mexanizm digər oxşar siqnal algılama effektor zülalları ilə müqayisədə unikaldır.

CRISPR-Cas10 sisteminin yeni kəşf edilmiş mexanizmi bakterial müdafiə sisteminin mürəkkəbliyini göstərir. Bu tədqiqatlar infeksiyanın molekulyar göstəricisi kimi tənzimlənən CRISPR-Cas protein qayçılarının praktiki tətbiqinə yol açır.

Daha çox məlumat: Dalia Smalakyte və başqaları, Filament formalaşması CRISPR Lon-SAVED, Molecular Cell (2024) proteaz və halqa nukleaz fəaliyyətini aktivləşdirir. DOI: 10.1016/j.molcel.2024.09.002

Jurnal məlumatı: Molecular Cell 

Vilnüs Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir