Исследователи показали, что справиться с антибиотикорезистенцией можно с помощью генного редактирования бактерий. Точечные изменения помогают управлять свойствами микроорганизмов. Система CRISPR развилась как механизм защиты бактерий от вирусов. Исследователи из университета Северной Каролины использовали этот механизм против бактерий. Они разработали два бактериофага — вируса, заражающих бактерии — для доставки полезной нагрузки CRISPR-Cas и целевого редактирования генов кишечной палочки.

В ходе лабораторных испытаний бактериофаги доставляли в бактерии E. coli гены, которые заставляли ее светиться и управляли устойчивостью бактерий к антибиотикам. Исследователи также продемонстрировали способность вирусов доставлять в клетки бактерий цитозинового базового редактора. Этот инструмент не разрывает цепочку ДНК, как Cas 9, а изменяет только одну букву в последовательности ДНК. Такая система позволяет вносить точечные изменения, отключая отдельные бактериальные гены, не нарушая целостность остального генома.

Мы использовали базовый редактор как своего рода программируемый переключатель для генов E. coli. С помощью такой системы, мы можем вносить в геном высокоточные однобуквенные изменения без разрыва ДНК, – Мэтью Нетери, ведущий автор исследования.

Генетики также протестировали систему CRISPR-Cas в моделируемой природной среде. Они использовали искусственную экосистему (EcoFAB), загрузив резервуар синтетической почвой из песка и кварца, жидкостью и тремя различными типами бактерий, включая кишечную палочку.

Исследование показало, что бактериофаги могут эффективно находить свою добычу, заражая до четверти популяции всех бактерий. Это означает, что предложенную концепцию можно использовать для массового редактирования генов в сложных природных сообществах, считают ученые.