Ученые из Сколтеха, Национальных Институтов Здоровья (NIH, США), и Массачусетского Технологического Института (MIT, США) под руководством профессора Сколтеха Константина Северинова, профессора MIT Фанга Жанга и старшего исследователя NIH Евгения Кунина открыли новые типы CRISPR-Cas систем адаптивного бактериального иммунитета. Уникальные особенности этих систем дают большие возможности для разработки новых способов редактирования геномов и контроля работы тех или иных генов. Результаты этого исследования опубликованы в престижном научном журнале Nature Reviews Microbiology.

Технология CRISPR-Cas произвела революцию в современной биологии и биомедицине, позволив исследователям изменять по своему желанию точно определенные участки генома. В природе CRISPR-Cas используется бактериями для защиты от вирусов. За счет того, что СRISPR-Cas участвует в постоянной эволюционной гонке вооружений между бактериями и вирусами, возникло большое разнообразие таких защитных систем.

Сейчас ученым удалось провести масштабный биоинформатический анализ и идентифицировать ранее неизвестные типы CRISPR-Cas систем, которые могут найти применение в сфере геномного редактирования. Например, система типа VI-B — обладает дополнительными белками, которые по всей видимости регулируют работу этой системы. Данная система уже даже охарактеризована не только теоретически, но и экспериментально. В новой системе типа V-U для защиты используются белки малого размера, что делает ее особенно привлекательной для геномной инженерии, ведь с маленькими белками биоинженерам проще работать.

«Данная работа — продолжение исследования, посвященного новым CRISPR-Cas системам и опубликованного нами ранее,»- говорит Сергей Шмаков, первый автор исследования, аспирант Сколтеха, в 2016 награжденный премией директора Национальных Институтов Здоровья США и наградой президента Сколтеха. «В данной работе мы произвели масштабный полуавтоматический поиск отдельных элементов CRISPR–Cas систем в геномных базах данных, что привело к открытию новых систем. Гены некоторых из предсказанных нами систем очень необычные, что делает открытые нами системы CRISPR- Cas не похожими на изученные ранее. В нашей работе были использованы практически все прокариотические геномные данные, доступные на данный момент, поэтому мы можем быть почти уверены, что теперь нам известны все основные типы CRISPR-Cas систем у прокариот.» — рассказывает Сергей.

Исследовательская группа Константина Северинова активно занимается поиском новых CRISPR-Cas систем, подробным изучением уже открытых систем и поиском новых антибиотиков в сотрудничестве с группами Кунина и Жанга. Работы ведутся при поддержке исследовательского гранта NextGeneration, поддерживающего совместные исследования учeных из Сколтеха и MIT.