Logo

Система CRISPR

Система CRISPR – это система спе­ци­фи­чес­ко­го им­му­ни­те­та про­ка­ри­от [1]. То есть до­ядер­ных ор­га­низ­мов, клетки которых лишены ог­ра­ни­чен­но­го мем­бран­ной ядра. Что явно не могло стать при­чи­ной такой по­пу­ляр­нос­ти CRISPR. И так оно и есть! CRISPR сис­те­мы по­лу­чи­ли широкое об­щест­вен­ное приз­на­ние толь­ко бла­го­да­ря воз­мож­нос­ти их ис­поль­зо­ва­ния в ге­не­ти­чес­кой ин­же­не­рии [2]. Хотя впер­вые эта сис­те­ма была опи­са­на ещё в 1987 году [3]. И, само собой, в ге­но­ме ки­шеч­ной па­лоч­ки. Ну а на се­год­няш­ний день она об­на­ру­же­на у 45% всех из­вест­ных бак­те­рий и 85% из­вест­ных архей [4]. Что может быть ин­те­рес­но только вся­ким скуч­ным лы­се­ю­щим дя­день­кам и тё­тень­кам в бе­лых ха­ла­тах.

УПРАВЛЯЯ ГЕНАМИ

По-настоящему же интересна система CRISPR тем, что она яв­ля­ет­ся при­ме­ром «ла­мар­ков­с­кой эво­лю­ции» [5], перс­пек­тив­ной тех­но­ло­гией вак­ци­на­ции [6], спо­со­бом по­вы­ше­ния эф­фек­тив­нос­ти те­ра­пии бак­те­рио­фа­га­ми [7] и методом ге­не­ти­чес­кий ин­же­не­рии [2]. Что, в общем, любому «ду­ма­ю­ще­му че­ло­ве­ку» должно вну­шать страх и трепет. По­то­му что любой «ду­ма­ю­щий че­ло­век», ес­тест­вен­но, яв­ля­ет­ся про­тив­ни­ком вак­ци­на­ции и ге­не­ти­чес­кой ин­же­не­рии. Нап­ри­мер, ГМО про­дук­тов. И уж тем более ему по­нят­но, что «те­о­рия эво­лю­ции – это толь­ко те­о­рия»! Хотя, воз­мож­но, его может ус­по­ко­ить тот факт, что те­ра­пия бак­те­ри­о­фа­га­ми спо­соб­на заменить собой анти­би­о­ти­ки. Чрез­мер­ное упот­реб­ле­ние которых дей­с­т­ви­тель­но при­во­дит к раз­ви­тию ре­зис­тент­нос­ти бак­те­рий к ним.

Тем не менее, для того, чтобы рас­смот­реть эти по-нас­то­я­ще­му ин­те­рес­ные темы, нам при­дёт­ся вкратце ра­зоб­рать­ся и в том, что из себя пред­с­тав­ля­ет система CRISPR. Пос­коль­ку иначе суть про­ис­хо­дя­ще­го от нас ус­коль­з­нёт. А пред­с­тав­ля­ет она из себя систему, сос­то­я­щую из двух блоков: CRISPR-кас­се­ты и клас­те­ра генов cas [8]. В кассеты CRISPR за­пи­сы­ва­ет­ся ин­фор­ма­ция о ви­рус­ных или плаз­мид­ных ин­ва­зи­ях. Что осу­щест­вля­ет­ся пос­ред­с­т­вом вы­ре­за­ния не­боль­шо­го фраг­мен­та чу­же­род­но­го генома и встра­и­ва­ния его в CRISPR-кас­се­ты. Ко­то­рые со­дер­жат повторы и спей­се­ры, об­ра­зу­ю­щие «тело» CRISPR-кас­се­ты. В то время как её «го­ло­вой» служит ли­дер­ная пос­ле­до­ва­тель­ность, за­да­ю­щая нап­рав­ле­ние транс­крип­ции кас­се­ты [9].

Система CRISPR

СИСТЕМА CRISPR

Как работает CRISPR/Cas?

  1. При заражении вирусом, из его ге­но­ма вы­ре­за­ет­ся фраг­мент и встра­и­ва­ет­ся в кас­се­ту в ка­чест­ве спей­се­ра. Что и обес­пе­чи­ва­ет адап­та­цию к по­доб­но­го ро­да ви­ру­сам. А клю­че­вы­ми бел­ка­ми, обес­пе­чи­ва­ю­щи­ми воз­мож­ность адап­та­ции, яв­ля­ют­ся Cas1 и Cas2 [10].
  2. Иммунный ответ проходит в две стадии. Пер­вая зак­лю­ча­ет­ся в экс­прес­сии СRISPR-кас­се­ты, яв­ля­ю­щей­ся мат­ри­цей для син­те­за РНК-пред­шест­вен­ни­ка, и од­но­вре­мен­но­го син­те­за Cas-бел­ков. На ос­но­ва­нии че­го стро­ит­ся ак­тив­ный эф­фек­тор­ный комп­лекс. Вто­рая зак­лю­ча­ет­ся в унич­то­же­нии ви­рус­ной или плаз­мид­ной ДНК син­те­зи­ро­ван­ным сrРНК [11].

Применение CRISPR на практике

CRISPR

Эволюция по Ламарку

Эволюция по Ламарку является нап­рав­лен­ным и тре­ни­ру­е­мым про­цес­сом [12]. То есть по Ла­мар­ку эво­лю­ция яв­ля­ет­ся про­цес­сом са­мо­со­вер­шенст­во­ва­ния ор­га­низ­мов. Нап­ри­мер, наличие длин­ной шеи у жи­ра­фа, по Ла­мар­ку, объ­яс­ня­ет­ся тем, что он пос­то­ян­но тя­нет­ся вверх за лис­ть­я­ми. В ре­зуль­та­те чего с каждым по­ко­ле­ни­ем шея и ста­но­ви­лась всё длин­нее. Что, в об­щем-то, ока­за­лось не сов­сем так. Но в случае с CRISPR всё имен­но так! По­то­му что вирус воз­дей­с­т­ву­ет на геном, в ре­зуль­та­те чего про­ис­хо­дит его мо­ди­фи­ка­ция, ко­то­рая, к тому же, пе­ре­да­ёт­ся по нас­лед­с­т­ву. По­э­то­му система CRISPR яв­ля­ет­ся фак­ти­чес­кой де­мон­с­тра­цией ла­мар­ков­с­кой эво­лю­ции.

P.S. Бла­го­да­рим за вни­ма­ние! На­де­ем­ся, что ста­тья бы­ла ин­те­рес­на и поз­на­ва­тель­на. Ес­ли у вас ос­та­лись ка­кие-ли­бо воп­ро­сы, есть за­ме­ча­ния или вы хо­ти­те выс­ка­зать сло­ва бла­го­дар­нос­ти, то для все­го это­го мож­но вос­поль­зо­вать­ся фор­мой ком­мен­та­ри­ев ни­же. Оце­ни­вай­те ста­тью, де­ли­тесь ею с друзь­я­ми в со­ци­аль­ных се­тях, до­бав­ляй­те сайт в из­бран­ное и бо­ри­тесь с мра­ко­бе­си­ем во всех его про­яв­ле­ни­ях, аминь!

Источники

[1] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4025954/

[2] nature.com/articles/nbt.2842

[3] jb.asm.org/content/169/12/5429

[4] bmcbioinformatics.biomedcentral.com/articles/10.1186/1471-2105-8-172

[5] biologydirect.biomedcentral.com/articles/10.1186/1745-6150-4-42

[6] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4445958/

[7] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5547374/

[8] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5953931/

[9] nature.com/articles/nrmicro1793

[10] academic.oup.com/nar/article/40/12/5569/2414832

[11] cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(12)00225-0

[12] ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3730912/

[свернуть]

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...

avatar
  Подпишись!  
Уведомлять
Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить