Comprensione della corsa agli'armamenti fra i batteri ed i virus

L'università di ricercatori di Otago ha contribuito ad uno studio internazionale che le guide migliorano la comprensione dei batteri e dei virus.

Pubblicato recentemente nel giornale internazionale di scienza, la natura, lo studio rivela come i sistemi immunitari batterici possono essere nocivi per i loro host e perché non sono trovati in tutti i batteri.

I ricercatori all'università di Exeter nel Regno Unito, con supporto dall'università di Montpellier in Francia ed il gruppo di Otago, hanno fatto il sorprendente trovando che l'immunità antivirale esistente di CRISPR era spesso uno svantaggio al batterio una volta infettata dai virus sicuri.

CRISPR è stato ben noto per suo repurposing come strumento per l'ingegneria genetica precisa. Tuttavia, i sistemi di CRISPR (segmenti di DNA) si presentano naturalmente in molti batteri ed hanno la funzione importante di fornire ai batteri l'immunità contro i virus o il DNA estraneo.

Ciò ha avviato una domanda importante se il autominnunity è importante in altri agenti patogeni batterici. Il Dott. Chris Brown dei ricercatori di Otago, il Dott. Teyuan Chyou ed il professor Peter Fineran, hanno usato la bioinformatica per rivolgere questo problema analizzando più di 170.000 genoma batterici, compreso i diversi agenti patogeni. Il software usato è stato sviluppato dai gruppi di Fineran e di Brown all'università di Otago, mentre il laureato recente Bridget Watson di PhD di Otago ha contribuito agli esperimenti nel Regno Unito.

“Abbiamo cercato la sequenza del DNA i sistemi di CRISPR ed abbiamo integrato i genoma virali. Abbiamo trovato che l'autoimmunità di CRISPR era probabile essere diffusa in natura,„ il Dott. Brown diciamo.

Il professor Fineran spiega questo ha suggerito che quello avviare i sistemi di difesa potenti di CRISPR sia rischioso per un batterio. “D'importanza, questo può contribuire a rispondere ad una questione di lunga durata di perché questi sistemi di difesa sono assenti in 60 per cento dei batteri.„

Per esempio, gli agenti patogeni di staphylococcus aureus che prendono spesso i geni extra per trasformarsi in in multidrug resistente, hanno raramente difesa di CRISPR. Un esempio di questo è MRSA (staphylococcus aureus Meticillina-resistente) un'infezione che accade spesso nella gente che è stata in ospedali o in altre impostazioni di sanità come le case di cura residenziale, che è diventato resistente a molti degli antibiotici usati per trattare le infezioni stafilococciche ordinarie. Ha raramente difesa di CRISPR.

Questo studio fa parte di più grandi studi puntati su capendo la corsa agli'armamenti fra i batteri ed i loro virus ed ha implicazioni significative.

D'importanza, questo cambiamento nella comprensione dei sistemi di difesa dell'agente patogeno informerà la progettazione di nuovi trattamenti, specialmente quelli facendo uso dei virus che uccidono i batteri patogeni o resistenti agli antibiotici.„

Dott. Chris Brown, ricercatore, università di Otago

Source:
Journal reference:

Rollie, C., et al. (2020) Targeting of temperate phages drives loss of type I CRISPR–Cas systems. Nature. doi.org/10.1038/s41586-020-1936-2.