Учёные из Gladstone Institutes обнаружили необычную систему бактериальной защиты, которая запускает самоуничтожение клетки при атаке вируса. Механизм оказался почти противоположным ранее изученным вариантам иммунитета бактерий. Результаты исследования опубликованы 13 октября 2026 года в журнале Molecular Cell.
Речь идёт о ретронах VI типа — молекулярных системах, защищающих бактерии от фагов, то есть вирусов, заражающих бактериальные клетки. Обычно ретроны помогают включить токсин, уже присутствующий в клетке, когда вирус нарушает его блокировку. Однако в новом случае бактерия почти не производит ни токсина, ни связанной с ним одноцепочечной ДНК до заражения.
После проникновения фага количество ДНК резко возрастает. Она взаимодействует с молекулой РНК, которая в здоровой клетке препятствует образованию токсина, и снимает это ограничение. Затем синтезируется очень маленький белок, встраивающийся в мембрану бактерии и нарушающий её устойчивость. Клетка погибает, зато вирус не успевает создать новые копии и распространиться на соседние бактерии.
«Это, безусловно, самая странная из систем ретронов, с которыми сталкивались мы или кто-либо ещё», — сказал старший автор работы, исследователь Gladstone Сет Шипман. По его словам, механизм отличается сложностью уровня «машины Руба Голдберга», однако в будущем его необычные принципы могут найти применение в технологиях.
Исследователи сначала решили, что ретроны VI типа могут быть неисправны: стандартные методы не обнаруживали характерную для них одноцепочечную ДНК. Проверить систему помог метод Spacer-seq, разработанный в лаборатории Шипмана и использующий компоненты бактериальной системы иммунитета CRISPR-Cas для регистрации молекулярной активности. Он выявил крайне малое количество ДНК в незаражённых клетках, а последующие эксперименты подтвердили её резкое увеличение после появления фага.
Открытие может быть полезно не только для изучения бактериального иммунитета. Учёные рассматривают ретроны VI типа как основу для создания молекулярных датчиков и переключателей, способных управлять активностью генов, а также изучают их малые токсины как возможные компоненты новых средств против бактерий. Ретроны уже интересуют разработчиков генетических технологий благодаря способности эффективно производить и доставлять одноцепочечную ДНК, что потенциально позволяет точнее исправлять мутации, вызывающие заболевания.