Бактерии научились печатать ДНК пустышки ради защиты от вирусов

Ученые обнаружили необычный механизм защиты бактерий от вирусов: микроорганизмы способны создавать длинные цепочки ДНК, которые работают как молекулярная приманка для фагов. Открытие показало, что бактерии могут производить генетический материал способом, ранее не описанным в биологии.

Исследование опубликовано в журнале Science.

ДНК без шаблона: неожиданная стратегия выживания

Команда из Стэнфордского университета изучала бактериальную защитную систему, получившую индекс DRT3. Она состоит из двух ферментов обратной транскриптазы — Drt3a и Drt3b — и некодирующей РНК. Вместе они синтезируют длинные двуцепочечные фрагменты ДНК с повторяющимися последовательностями GT/AC.

Такая ДНК не несет значимой генетической информации. Предполагается, что она действует как «молекулярная губка», связывая вирусные компоненты и мешая фагам эффективно заражать клетку. Исследователи отмечают, что система работает как автономный механизм защиты, не требующий классического шаблона копирования.

Защитная система DRT3, обнаруженная у бактерий, может образовывать двухцепочечную ДНК с точной чередующейся последовательностью (poly(GT/AC)). Автор: Science (2026). Источник: https://phys.org/

Гонка вооружений в микромире

Бактерии постоянно подвергаются атакам фагов, поэтому эволюция создала множество защитных механизмов — от CRISPR-Cas до систем разрушения чужеродной ДНК. Новая стратегия дополняет этот набор, показывая, насколько разнообразными могут быть бактериальные квази-иммунные реакции.

Подобные открытия важны не только для фундаментальной науки. Изучение взаимодействий бактерий и вирусов уже используется для разработки фаговой терапии — альтернативы антибиотикам, особенно против устойчивых инфекций.

Синтез ДНК — Матричный синтез бактериальной ДНК Источник: https://phys.org/

Почему это может изменить биотехнологии

Создание повторяющихся ДНК без шаблона может стать новым инструментом для синтетической биологии. Такие структуры потенциально пригодны для доставки лекарств, создания биоматериалов и программируемых генетических систем. В смежных исследованиях уже демонстрируются ДНК-конструкции, способные переносить молекулы внутрь клеток и поддерживать их активность.

Еще один интересный факт: ученые все чаще находят у бактерий необычные системы самообороны, которые затем превращаются в лабораторные инструменты. Самый известный пример — CRISPR, изначально служивший бактериальной защитой от вирусов и позже ставший революционной технологией редактирования генома.

Внематричный синтез ДНК — Внематричный синтез фальшивой ДНК как приманки для вирусов Источник: https://phys.org/

В дальнейшем исследователи планируют выяснить, как именно повторяющаяся ДНК блокирует вирусы и можно ли адаптировать этот механизм для решения медицинских задач.

По материалам https://hi-tech.mail.ru/