O CRISPR atua como comandante-chefe das defesas de reserva nas bactérias
Esta descoberta poderá ajudar a criar bactérias mais resistentes aos fagos — ou a desenvolver melhores antibióticos
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A principal função dos sistemas CRISPR-Cas, a ferramenta revolucionária que os cientistas utilizam atualmente para editar genes, é defender as bactérias contra ameaças como os vírus chamados bacteriófagos. Os investigadores têm continuado a estudar todas as variantes dos sistemas CRISPR-Cas (até à data, foram identificadas 2 classes, 7 tipos e 46 subtipos) para compreender todas as suas capacidades.
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Um novo artigo do laboratório da Dra. Yan Zhang, Professora Associada de Química Biológica, Microbiologia e Imunologia na Faculdade de Medicina da Universidade do Michigan, em conjunto com os seus colegas e colaboradores, revela uma característica até agora pouco reconhecida do sistema CRISPR-Cas de tipo I na bactéria Neisseria: a presença de genes adicionais de imunidade inata incorporados.
O grupo descobriu que o CRISPR de tipo I desempenha também a função de gestor, regulando a expressão destes sistemas de defesa integrados.
«A nossa principal descoberta aqui é que os sistemas de defesa antibacterianos das bactérias podem ser organizados numa hierarquia reguladora em camadas», afirmou Zhang.
«No nosso caso, o CRISPR-Cas atua como um comandante-chefe que regula a repressão e a desrepressão de outros genes do sistema de defesa inata que se encontram integrados no locus do CRISPR-Cas.»
O estudo, co-liderado pelo Dr. Ming Li, do Instituto de Microbiologia da Academia Chinesa de Ciências, foi publicado na revista *Nature*.
Em circunstâncias normais, a produção destes genes de defesa tem de ser controlada, explicou Zhang, porque a sua ativação acarreta um custo, inibindo o crescimento das bactérias. Essa repressão é conseguida através da ligação do complexo CRISPR-Cas às sequências promotoras dos genes de defesa, atuando como um bloqueio e impedindo a sua transcrição.
«O CRISPR é a linha da frente de defesa durante as infeções por fagos, mas quando o CRISPR está defeituoso ou desativado de alguma forma, a repressão é levantada, levando a uma explosão na produção dos sistemas de defesa inata como armas de reserva para eliminar os fagos», explicou Zhang.
Os fagos, claro, têm os seus próprios truques para contornar a defesa do CRISPR, incluindo a utilização de um inibidor peptídico concebido para desativar o mecanismo Cas. No entanto, perante esta hierarquia de defesa em camadas, um inibidor Cas já não é suficiente para salvar o fago, porque desencadeia a libertação das defesas de reserva que podem matar os fagos, afirma Zhang.
Esta nova compreensão da imunidade antibófaga das bactérias poderá ser aproveitada de várias formas, acrescenta ela. Em primeiro lugar, para as indústrias que utilizam bactérias, tais como os fabricantes de iogurte, produtos fermentados ou biocombustíveis, estes conhecimentos poderão ajudar a criar estirpes de bactérias mais resistentes aos fagos. Em segundo lugar, poderá contribuir para o desenvolvimento da terapia com fagos.
«Para criar melhores terapias com fagos que eliminem patógenos bacterianos resistentes aos antibióticos, precisamos de compreender que sistemas de defesa ocultos poderão existir, para que possamos modificar geneticamente os fagos de forma a contorná-los.»
Este trabalho baseia-se nas plataformas genéticas e de fagos da Neisseria estabelecidas pelo antigo investigador de pós-doutoramento Xufei Zhou, Ph.D., e pelo atual estudante de doutoramento Xin Li no laboratório de Zhang, tornando possível estudar a importância fisiológica desta regulação num hospedeiro nativo.
«Foi uma colaboração verdadeiramente agradável», acrescenta Zhang, reconhecendo o mérito de Li e dos membros da sua equipa por «terem dado início a este projeto, nos terem convidado a colaborar e terem impulsionado muitos aspetos fundamentais da descoberta.»
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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