Bahnbrechender Fund revolutioniert Kampf gegen Bakterien: Virensteuerung durchbricht CRISPR-Cas-Abwehr

BerlinEin Forscherteam der Universität Otago unter der Leitung von Professor Peter Fineran hat bedeutende Entdeckungen darüber gemacht, wie Phagen, also Viren, die Bakterien befallen, mit bakteriellen Immunsystemen interagieren. Diese Erkenntnisse könnten zur Entwicklung neuer Behandlungen führen, die ohne Antibiotika auskommen.

Eine Studie in Nature untersucht, wie Phagen ein Protein nutzen, um das CRISPR-Cas-Immunsystem in Bakterien zu blockieren. Dr. Nils Birkholz vom Fachbereich Mikrobiologie und Immunologie der Universität Otago erklärt, dass ein besseres Verständnis der Interaktionen zwischen Phagen und Bakterien uns dabei helfen kann, Phagen im Kampf gegen schädliche Bakterien in der menschlichen Gesundheit und Landwirtschaft einzusetzen.

Wichtige Erkenntnisse:

• Phagen müssen ihre Anti-CRISPRs gezielt einsetzen.
• Sie verwenden eine Helix-Turn-Helix (HTH)-Domäne, die dafür bekannt ist, DNA-Sequenzen zu binden und Gene ein- oder auszuschalten.
• Die HTH-Domäne ist vielseitiger als bisher angenommen; sie kann sowohl DNA als auch RNA binden.
• Dies fügt der Produktion von Anti-CRISPR-Proteinen eine zusätzliche Ebene der Regulierung hinzu.

Das Verständnis der Wege, auf denen Phagen bakterielle Abwehrmechanismen überwinden, erleichtert die Auswahl der richtigen Phagen für den Einsatz als antimikrobielle Mittel. Diese Studie zeigt, dass Phagen die Genexpression durch DNA-Bindung und eine neu entdeckte RNA-Bindungsmethode steuern.

Professor Fineran erläutert, dass diese Entdeckung eine komplexere Steuerung der Prozesse offenbart. Dies verändert unser Verständnis darüber, wie Phagen CRISPR-Cas-Abwehrmechanismen umgehen und Bakterien zerstören. Diese Erkenntnisse könnten in vielen Bereichen, einschließlich Gesundheit und Landwirtschaft, nützlich sein.

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Die Forschung untersucht, wie Phagen die Expression ihrer Gene, einschließlich jener für Anti-CRISPR, steuern. Dieses Protein kann sowohl an DNA-Sequenzen als auch an deren RNA-Transkripte binden. Aufgrund dieser Doppelfähigkeit ist die Kontrolle von Anti-CRISPR durch mehrere Mechanismen erforderlich.

HTH-Domänen sind in vielen Proteinen zu finden, die Gene regulieren. Ihre Erforschung begann in den frühen 1980er Jahren. Diese Entdeckung zeigt, dass selbst bekannte Proteine unbekannte Fähigkeiten haben können. Dies könnte das Verständnis der Wissenschaftler über die Rolle dieser wichtigen Proteine verändern.

Die Entdeckung könnte unser Verständnis der Genregulation erheblich beeinflussen. Die Flexibilität der HTH-Domäne liefert neue Einblicke in die Phagenbiologie. Zudem könnte sie bei der Entwicklung von phagenbasierten Behandlungen als Alternative zu Antibiotika helfen.

Diese Forschung unterstreicht die Bedeutung des Verständnisses, wie Bakterien mit ihrer Umgebung interagieren. Indem wir mehr über diese Wechselwirkungen erfahren, können wir neue Methoden entwickeln, um schädliche Bakterien zu bekämpfen, was sowohl in der Medizin als auch in der Landwirtschaft von Nutzen sein kann.