Науковці виявили у бактерій противірусний механізм на зразок теломерази

Дослідники описали нову бактеріальну систему противірусного захисту DRT10, яка за допомогою зворотної транскриптази та некодуючої РНК синтезує повторювані фрагменти ДНК. Робота, оприлюднена 12 жовтня в Nature, показує, що цей процес має прямі механістичні паралелі з додаванням теломерних повторів еукаріотичною теломеразою.

Як працює система DRT10

DRT10 належить до пов’язаних із захистом зворотних транскриптаз — ферментів, що можуть синтезувати ДНК на матриці РНК. Автори дослідження встановили, що система пов’язується з некодуючою РНК і здійснює безперервний, ініційований білком синтез тандемних повторів ДНК. Матрицею слугує визначена ділянка цієї РНК, яка має характерний порядок послідовностей і елементи, що обмежують межі матриці.

Ці елементи є консервативними та необхідними для додавання повторів ДНК. Дослідники зазначають, що довгий повторюваний продукт формується відповідно до відстані між двома фланкувальними стовбурово-петельними структурами РНК.

Дві копії ферменту та зв’язок із теломеразою

Реконструкції методом кріоелектронної мікроскопії виявили неочікувану архітектуру комплексу у співвідношенні два до одного: два мономери зворотної транскриптази розміщуються з протилежних боків псевдосиметричної некодуючої РНК. Біохімічні експерименти показали, що кожен мономер зчитує матрицю на своєму боці РНК, однак лише один із них утворює довгий повторюваний продукт.

На думку авторів, такий ітеративний синтез ДНК, обмежений межами РНК-матриці, безпосередньо нагадує механізм додавання теломерних повторів еукаріотичною теломеразою. Філогенетичний аналіз зворотних транскриптаз різних доменів життя помістив теломеразу до монофілетичної групи разом із родиною DRT, що, за висновком дослідників, вказує на спільне походження їхньої ДНК-полімеразної активності.

Автори також зіставили DRT10 із раніше вивченими системами DRT2, DRT3 і DRT9. Сукупність цих досліджень, за їхнім висновком, демонструє спільну механістичну логіку утворення повторів ДНК на РНК-матриці у різних системах бактеріального противірусного імунітету.