Cas9 оказался не только «ножницами» ДНК, но и регулятором иммунной памяти бактерий

Учёные из Мичиганского университета под руководством Янь Чжана обнаружили неожиданную функцию белка Cas9 в CRISPR-системе бактерий. Оказалось, что «пустая» форма Cas9 без связанных РНК-партнёров играет ключевую роль в формировании иммунных воспоминаний против вирусов.

Исследователи использовали бактерию Neisseria meningitidis (возбудитель менингита) для изучения процесса приобретения новых «спейсеров» — фрагментов ДНК вирусов, которые бактерии сохраняют для будущей защиты. К удивлению учёных, удаление генов tracrRNA и crRNA не остановило процесс, а значительно усилило формирование новых иммунных воспоминаний.

«Без РНК мы увидели, что формирование памяти сильно стимулируется до очень высокого уровня. Это действительно удивительно для нас и, я бы сказал, для всего сообщества», — отметил Янь Чжан.

Было установлено, что Cas9 действует как монитор уровня РНК: когда CRISPR-РНК мало, что сигнализирует о короткой CRISPR-системе и малом количестве иммунных воспоминаний, apoCas9 динамически усиливает приобретение новых спейсеров. Это защищает уязвимые бактерии от инфекции путём быстрого наращивания «банка памяти».

Открытие расширяет понимание функций Cas9 и может вдохновить новые подходы к созданию CRISPR-инструментов для молекулярной записи и ДНК-штрихкодирования в исследованиях и медицине.

Источник: Xufei Zhou et al, Cas9 senses CRISPR RNA abundance to regulate CRISPR spacer acquisition, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09577-9