Предоставлено: д-р Тим Блауэр, Даремский университет.
Новое исследование, проведенное группой ученых-биологов из Даремского университета, Великобритания, в сотрудничестве с Ливерпульским университетом, Нортумбрийским университетом и биолабораториями Новой Англии, надеется использовать недавно охарактеризованные защитные системы бактерий для сравнения изменений в геноме человека.
Студенты Даремского университета также работали над этим исследованием, чтобы продемонстрировать сложную работу бактериального врожденного иммунитета.
Бактерии развили множество систем защиты, чтобы защитить себя от вирусов, называемых бактериофагами. Многие из этих систем уже превратились в полезные биотехнологические инструменты, например, для редактирования генов, когда в цель вносятся небольшие изменения. ДНК.
Исследователи продемонстрировали, что две защитные системы дополняют друг друга, защищая бактерии от бактериофагов.
Одна система защищала бактерии от бактериофагов, у которых не было никаких модификаций своей ДНК.
Предоставлено: д-р Тим Блауэр, Даремский университет.
Некоторые бактериофаги модифицируют свою ДНК, чтобы избежать этой первой защитной системы. Вторая система, получившая название BrxU, защищала бактерии от этих бактериофагов с помощью модифицированной ДНК, тем самым обеспечивая второй уровень защиты.
Исследователи построили чрезвычайно подробное трехмерное изображение BrxU, чтобы лучше понять, как он защищает от бактериофагов с помощью модифицированной ДНК.
BrxU может стать еще одним полезным биотехнологическим инструментом, потому что те же модификации ДНК, которые распознает BrxU, появляются во всем геноме человека и изменяют его при раке и нейродегенеративных заболеваниях.
Старший автор исследования доктор Тим Блауэр, доцент и научный сотрудник Института Листера факультета биологических наук Даремского университета, сказал: «Возможность распознавать модифицированную ДНК имеет решающее значение, поскольку аналогичные модификации обнаруживаются во всей ДНК генома человека. .
«Этот дополнительный слой информации,« эпигеном », изменяется по мере нашего роста, а также изменяется в случаях рака и нейродегенеративных заболеваний.
«Если мы сможем разработать BrxU как биотехнологический инструмент для картирования этого эпигенома, это изменит наше понимание адаптивной информации, контролирующей наш рост и прогрессирование болезни».
Результаты исследования ведущего автора доктора Дэвида Пиктона и его сотрудников опубликованы в журнале. Исследование нуклеиновых кислот.
97 студентов, участвовавших в этой работе, учились на последних курсах бакалавриата или магистра гуманитарных наук на факультете биологических наук Даремского университета.
В рамках семинара по микробиологии, разработанного для преподавания под руководством исследований, им было поручено выделить новые бактериофаги для изучения. К счастью, эти бактериофаги не причиняют вреда людям, но так же, как иммунная система человека реагирует на инфекции, бактерии были вынуждены развивать свою собственную иммунную систему, которая защищает от бактериофагов.
Бактериофаги были собраны из реки Уир, прудов колледжа и других водных путей вокруг Дарема. Затем их использовали для проверки врожденного иммунитета к бактериофагам у E. палочки бактерии.
Ссылка: «Островок фаговой защиты плазмиды с множественной лекарственной устойчивостью использует как BREX, так и ограничение типа IV для дополнительной защиты от вирусов» Дэвида Пиктона, Иветт Лейтен, Ричарда Моргана, Эндрю Нельсона, Даррена Смита, Дэвида Драйдена, Джея Хинтона и Тима Блоуера, 17 октября 2021 г., Исследование нуклеиновых кислот.
DOI: 10.1093 / nar / gkab906
Исследование финансировалось в Великобритании Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам Партнерством по обучению докторантов Ньюкасла-Ливерпуля-Дарема, Институтом профилактической медицины Листера, Институтом биофизических наук Университета Дарема и фондом Wellcome Trust.
