Credit: Dk. Tim Blower, Chuo Kikuu cha Durham
Utafiti mpya ulioongozwa na timu ya wanasayansi ya viumbe kutoka Chuo Kikuu cha Durham, Uingereza, kwa ushirikiano na Chuo Kikuu cha Liverpool, Chuo Kikuu cha Northumbria na New England Biolabs, unatarajia kutumia mifumo mipya ya ulinzi katika bakteria ili kulinganisha mabadiliko ya jenomu la binadamu.
Wanafunzi wa shahada ya kwanza katika Chuo Kikuu cha Durham pia wamekuwa wakifanya kazi kwenye utafiti huu ili kuonyesha utendakazi mgumu wa kinga ya asili ya bakteria.
Bakteria wameunda mifumo mingi ya ulinzi ili kujilinda kutokana na virusi vinavyoitwa bacteriophages. Mingi ya mifumo hii tayari imetengenezwa kuwa zana muhimu za kibayoteknolojia, kama vile uhariri wa jeni, ambapo mabadiliko madogo yanafanywa kwa lengo. DNA.
Watafiti walionyesha kuwa mifumo miwili ya ulinzi ilifanya kazi kwa njia inayosaidia kulinda bakteria kutoka kwa bacteriophages.
Mfumo mmoja ulilinda bakteria kutoka kwa bacteriophages ambayo haikuwa na marekebisho yoyote kwa DNA yao.
Credit: Dk. Tim Blower, Chuo Kikuu cha Durham
Baadhi ya bacteriophages hurekebisha DNA zao ili kuepuka mfumo huu wa kwanza wa ulinzi. Mfumo wa pili, unaoitwa BrxU, ulilinda bakteria kutoka kwa bacteriophages hizo kwa DNA iliyorekebishwa, na hivyo kutoa safu ya pili ya ulinzi.
Watafiti waliunda picha ya kina ya 3-D ya BrxU ili kuelewa vyema jinsi inavyolinda dhidi ya bakteria na DNA iliyorekebishwa.
BrxU ina uwezo wa kuwa zana nyingine muhimu ya kibayoteknolojia, kwa sababu marekebisho yale yale ya DNA ambayo BrxU inatambua yanaonekana kote katika jenomu ya binadamu, na kubadilisha katika saratani na magonjwa ya mfumo wa neva.
Mwandishi mkuu wa utafiti huo, Dk. Tim Blower, Profesa Mshiriki na Mshirika wa Tuzo la Taasisi ya Lister katika Idara ya Sayansi ya Biolojia ya Chuo Kikuu cha Durham, alisema: "Kuweza kutambua DNA iliyorekebishwa ni muhimu, kwani marekebisho sawa yanapatikana katika DNA ya genome ya binadamu. .
"Safu hii ya ziada ya habari, "epigenome," inabadilika tunapokua, na pia mabadiliko katika kesi za saratani na magonjwa ya neurodegenerative.
"Ikiwa tunaweza kukuza BrxU kama zana ya kibayoteknolojia ya kuchora epigenome hii, itabadilisha uelewa wetu wa habari inayobadilika kudhibiti ukuaji wetu na kuendelea kwa magonjwa."
Matokeo ya utafiti kutoka kwa mwandishi mkuu Dk. David Picton na wafanyikazi wenza yamechapishwa kwenye jarida Utafiti wa Nucleic Acids.
Wanafunzi 97 wa shahada ya kwanza waliohusika katika kazi hii walikuwa katika miaka ya mwisho ya digrii zao za BSc au MBiol katika Idara ya Bioscience, Chuo Kikuu cha Durham.
Kama sehemu ya Warsha ya Microbiology iliyoundwa ili kutoa mafundisho yanayoongozwa na utafiti, walipewa jukumu la kutenga bakteria mpya kwa masomo. Bakteriophages hizi kwa shukrani hazidhuru wanadamu, lakini kama vile mfumo wa kinga ya binadamu unavyoitikia maambukizi, bakteria wamelazimika kutengeneza mifumo yao ya kinga ambayo hulinda dhidi ya bacteriophages.
Bacteriophages zilikusanywa kutoka kwa River Wear, mabwawa ya Chuo, na njia zingine za maji karibu na Durham. Kisha zilitumiwa kupima kinga ya ndani ya bacteriophage E. coli bakteria.
Rejea: "Kisiwa cha ulinzi wa fagio cha plasmid sugu ya dawa nyingi hutumia kizuizi cha BREX na aina ya IV kwa ulinzi wa ziada dhidi ya virusi" na David Picton, Yvette Luyten, Richard Morgan, Andrew Nelson, Darren Smith, David Dryden, Jay Hinton na Tim Blower, 17 Oktoba 2021, Utafiti wa Nucleic Acids.
DOI: 10.1093/nar/gkab906
Utafiti huo ulifadhiliwa nchini Uingereza na Baraza la Utafiti wa Sayansi ya Bayoteknolojia na Biolojia Newcastle-Liverpool-Durham Ushirikiano wa Mafunzo ya Udaktari, Taasisi ya Lister ya Tiba ya Kinga, Taasisi ya Sayansi ya Sayansi ya Chuo Kikuu cha Durham, na Wellcome Trust.
