Российские учёные решили проблему, которая долгие годы мешала эффективно модифицировать Bacillus licheniformis — микроорганизм, используемый для производства ферментов, антибиотиков и биотоплива. Исследователи из МФТИ расшифровали, как именно работает защитная система этой бактерии, и нашли способ её отключать.
Исследователи нашли способ обойти защитную систему бактерии Bacillus licheniformis, которую широко используют для производства ферментов, антибиотиков и биотоплива. Долгое время естественный иммунитет микроорганизма оставался главным препятствием для его генетической модификации: встроить полезные гены мешали особые системы рестрикции-модификации (РМ-системы), атакующие чужеродную ДНК.
Учёные изучили РМ-систему I типа под названием BlihIA, обнаружившуюся у Bacillus licheniformis, и с помощью секвенирования нового поколения впервые определили точную последовательность ДНК, которую атакует защитный механизм бактерии. В пресс-службе МФТИ отметили, что зная эту мишень, можно конструировать плазмиды без уязвимых участков, тогда они беспрепятственно проникают в клетку. Кроме того, учёные предложили использовать белок-подавитель ArdB для временного отключения иммунитета, что повышает эффективность трансформации.
Открытие снимает ключевое ограничение для работы не только с Bacillus licheniformis, но и с другими промышленно значимыми микроорганизмами. Это упростит создание бактерий-продуцентов для фармацевтики, производства моющих средств, текстиля и биоразлагаемых материалов.
«Бактерии защищаются от вирусов с помощью систем рестрикции-модификации (РМ-систем), атакующих чужеродную ДНК. Эта естественная защита долгое время оставалась главным барьером для генетической модификации промышленных микроорганизмов, затрудняя внедрение в них полезных генов. Ученые МФТИ исследовали новую РM-систему I типа BlihIA, обнаруженную у бактерии Bacillus licheniformis (один из основных "заводов" промышленных ферментов протеазы и амилазы, используются в производстве моющих средств, продуктов питания, текстиля и биотоплива). Используя секвенирование нового поколения, авторы впервые определили точную последовательность ДНК, которую распознает и атакует система BlihIA», — сказано в сообщении пресс-службы МФТИ.