Бактерии защищаются от вирусов с помощью системы CRISPR — природного механизма, который распознаёт и разрезает чужую дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). Именно эта система позже стала одним из главных инструментов редактирования генома.
Теперь учёные из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco) описали в журнале Nature необычный ответный ход вирусов. Один из вирусных белков не просто мешает CRISPR работать — он не даёт ключевому белку этой системы появиться на свет.
Как вирус останавливает бактериальную защиту
Речь идёт о белке AcrVA2. Он относится к так называемым анти-CRISPR-белкам — вирусным молекулам, которые помогают вирусам обходить бактериальную защиту.
Обычно считалось, что такие белки связываются с уже готовыми Cas-белками — «рабочими частями» CRISPR-системы — и не дают им разрезать вирусную ДНК. Но AcrVA2 действует иначе.
Он садится на рибосому — клеточную «сборочную линию», где по инструкции из матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК) создаются белки. Как только рибосома начинает собирать белок Cas12, связанный с системой CRISPR, AcrVA2 распознаёт первые появившиеся аминокислоты и блокирует процесс.
Cas12 исчезал ещё на стадии сборки
Команда под руководством научного сотрудника Николь Марино (Nicole Marino) проверила весь путь: от гена в ДНК до мРНК и готового белка. Оказалось, что AcrVA2 не выключал сам ген Cas12 и не разрушал мРНК напрямую в лабораторных условиях.
Значит, проблема возникала позже — во время трансляции, то есть процесса, при котором рибосома считывает мРНК и собирает белок из аминокислот.
Когда AcrVA2 заклинивал рибосому, в бактерии включался внутренний контроль качества. Клетка воспринимала нормальную инструкцию как ошибочную и уничтожала и недостроенный Cas12, и его мРНК-шаблон.
«Когда мы впервые внесли AcrVA2 в бактериальные клетки вместе с Cas12, мы увидели, что Cas12 исчезает. Мы думали, что анти-CRISPR-белки просто захватывают Cas-белки и мешают им резать ДНК, но это оказалось принципиально другим механизмом», — отметил старший автор исследования, профессор микробиологии и иммунологии Джозеф Бонди-Деноми (Joseph Bondy-Denomy).
Почему это открытие важно
По словам Джозефа Бонди-Деноми (Joseph Bondy-Denomy), AcrVA2 словно имеет «одну руку» для удержания рибосомы и «другую» — для выбора конкретной цели, белка Cas12. В результате рибосома начинает обращаться с нормальной мРНК как с повреждённой.
Авторы считают, что это первый описанный случай, когда один белок прерывает производство другого прямо на рибосоме таким избирательным способом. Для микробиологии это ещё один пример гонки вооружений между бактериями и вирусами: бактерии создают защитные системы, а вирусы находят всё более тонкие способы их обходить.
Для медицины и биотехнологий такие механизмы тоже важны. CRISPR-инструменты всё шире изучаются для редактирования генома, а понимание природных «выключателей» этой системы может помочь точнее управлять её активностью. О том, почему доставка и настройка инструментов CRISPR остаются одной из ключевых задач генной медицины, ранее писал МКБ-11 в материале «CRISPR прокачали: теперь он работает втрое мощнее».
Литература
Marino N. D. et al. Translation-dependent degradation of cas12 mRNA triggered by an anti-CRISPR // Nature. — 2026. — DOI: 10.1038/s41586-026-10440-8.