Новое исследование, проведенное в Университете штата Северная Каролина, показывает прогресс в сборе информации о важной, но трудно охарактеризованной бактерии кишечника человека под названием Bifidobacterium, которая используется во многих пробиотиках для поддержания здорового микробиома. Полученные данные обещают помочь сделать так называемые “хорошие бактерии” еще лучше. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
“По мере того, как наша лаборатория расширяет и разнообразит виды полезных бактерий, с которыми мы работаем, мы обращаемся к более привередливым бактериям, таким как Bifidobacterium. Эту бактерию сложнее вырастить и с ней сложнее работать, чем с другими, но мы смогли сделать несколько важных открытий и лучше понять генетическую основу бактерии для ее пользы для здоровья”, — рассказывает Родольф Баррангу, заслуженный профессор кафедры пищевых наук, биопереработки и питания штата Северная Каролина Тодд Р. Клаенхаммер и автор статьи.
Исследователи использовали как внутреннюю систему CRISPR-Cas бактерии, так и портативный инженерный эффектор CRISPR для получения результатов. Системы CRISPR-Cas – это адаптивные иммунные системы, которые позволяют бактериям противостоять атакам врагов, таких как вирусы. Эти системы были адаптированы учеными для удаления или сокращения и замены определенных последовательностей генетического кода.
Оказалось, что у Bifidobacterium есть несколько собственных CRISPR-Cas систем, и одна из них – относительно малоизученная система типа I-G.
В отдельных экспериментах ученые применяли эту собственную систему и портативный Cas-эффектор, называемый редактором оснований цитозина, для повышения чувствительности штамма Bifidobacterium к распространенному антибиотику тетрациклину. Многие бактерии от природы устойчивы к антибиотикам.
“Восстановление чувствительности к антибиотикам концептуально и практически важно, поскольку бактерии могут потенциально передавать устойчивость к антибиотикам другим бактериям в кишечнике”, — делятся специалисты.
Исследователи также обнаружили крошечные изменения в различных штаммах бактерий, называемые однонуклеотидными полиморфизмами или SNPs, которые, по-видимому, отражают большие различия в фенотипах или характеристиках штаммов.
“Это был удивительный урок: разница в одну букву в штаммах, генетические коды которых схожи более чем на 99%, может иметь огромное значение. Какие гены включаются и как они ведут себя в зависимости от окружающей среды, может иметь огромное значение, и исследователи должны будут настроить инструмент CRISPR, чтобы соответствующим образом адаптировать стратегию редактирования”, – подчеркнули исследователи.
