Investigadores de la Universidad de California, Berkeley, descubrieron cómo Cas1-Cas2, las proteínas responsables de la capacidad del sistema inmune CRISPR en las bacterias para adaptarse a las nuevas infecciones virales, identifican el sitio en el genoma donde insertan el ADN viral.pueden reconocerlo más tarde y montar un ataque.
Estas proteínas, que se usaron recientemente para codificar una película en las regiones CRISPR de los genomas bacterianos, dependen de la flexibilidad única del ADN CRISPR para reconocerlo como el sitio donde se debe insertar el ADN viral, asegurando que los "recuerdos" de anterioreslas infecciones virales se almacenan adecuadamente.
El documento, que se publicará en línea el 20 de julio en ciencia por Jennifer Doudna y su grupo de investigación, utilizó microscopía electrónica y cristalografía de rayos X, realizada en la Fuente de Luz Avanzada en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, el Centro de Acelerador Lineal Stanford y la instalación de microscopio electrónico HHMI en UC Berkeley, para capturar estructurasde Cas1-Cas2 en el acto de insertar ADN viral en la región CRISPR.
Las estructuras revelan que una tercera proteína, IHF, se une cerca del sitio de inserción y dobla el ADN en forma de U, permitiendo que Cas1-Cas2 se una a ambas partes del ADN simultáneamente. Los autores principales, el estudiante graduado Addison Wright y el posdoctoralsu compañero Jun-Jie Liu, junto con los coautores Gavin Knott, Kevin Doxzen y Eva Nogales, descubrieron que la reacción requiere que el ADN objetivo se doble y se desenrolle parcialmente, algo que solo ocurre en el objetivo correcto.
Los sistemas CRISPR son un sistema inmune bacteriano que permite que las bacterias se adapten y se defiendan contra los virus que los infectan. CRISPR significa repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente entrelazadas y se refiere a la región única de ADN donde se almacenan fragmentos de ADN viral para referencia futura, permitiendo que la célula reconozca cualquier virus que intente reinfectarse. El ADN viral se alterna con las "repeticiones palindrómicas cortas", que sirven como señal de reconocimiento para dirigir Cas1-Cas2 a agregar nuevas secuencias virales.
El reconocimiento específico de estas repeticiones por Cas1-Cas2 restringe la integración del ADN viral a la matriz CRISPR, lo que permite su uso para la inmunidad y evita los efectos potencialmente fatales de insertar ADN viral en el lugar equivocado, dijo Wright.
Si bien muchas proteínas de unión al ADN "leen" directamente los nucleótidos de su secuencia de reconocimiento, Cas1-Cas2 reconoce la repetición CRISPR por medios más indirectos: su forma y flexibilidad. Además de codificar proteínas, la secuencia de nucleótidos de un tramodel ADN también determina las propiedades físicas de la molécula, con algunas secuencias actuando como bisagras flexibles y otras formando barras rígidas. La secuencia de la repetición CRISPR le permite doblarse y flexionarse de la manera correcta para unirse a Cas1-Cas2, permitiendo que las proteínaspara reconocer su objetivo por forma.
La investigación del laboratorio de George Church en la Universidad de Harvard demostró que las capacidades de almacenamiento de información de Cas1-Cas2 pueden reutilizarse para grabar cuadros de una película en lugar de secuencias virales y posiblemente también podrían usarse para grabar otro tipo de información.
El descubrimiento de cómo Cas1-Cas2 reconoce su objetivo abre la puerta a la modificación de las proteínas en sí mismas. Al ajustar las proteínas, los investigadores podrían redirigirlas a secuencias que no sean CRISPR repetidas y expandir su aplicación en organismos sin las propiasCRISPR locus.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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