Vetmeduni Wien: Neuer CRISPR-Ansatz zur Kontrolle von Virusinfektionen
Ein internationales Forscherkonsortium mit Teams aus Deutschland, Frankreich, den USA, Polen und unter Beteiligung von Sebastian Glatt, Professor für Systemgenetik an der Vetmeduni, hat einen völlig neuen CRISPR-basierten Abwehrmechanismus in Bakterien aufgedeckt. Die Studie erschien jüngst im prestigeträchtigen Journal „Nature“.
Die tRNA als Achillesferse des Virus
Statt nur fremdes Erbgut zu zerschneiden, zeigt der neu identifizierte CRISPR-Cas-Subtyp Cas12a3 eine überraschende Strategie: Er erkennt virale RNA und setzt als Antwort das präzise Abschneiden der Enden eigener tRNA-Moleküle in Gang. Das legt die Proteinsynthese in der infizierten Zelle lahm, stoppt die Virusvermehrung und schützt so die umliegenden Zellen vor weiteren Infektionswellen. Damit rückt tRNA ins Zentrum einer evolutionär konservierten Abwehrlinie – eine bislang unbekannte Dimension des mikrobiellen Immunsystems.
Das Team um Sebastian Glatt, Professor am Zentrum für Biologische Wissenschaften der Veterinärmedizinischen Universität Wien und Gruppenleiter am Małopolska Centre of Biotechnology (MCB) der Jagiellonen-Universität, war maßgeblich an der Studie beteiligt. Andrzej Chramiec-Głąbik stellte hochreine tRNA-Proben für strukturelle und funktionelle Analysen bereit, Jakub Nowak führte biophysikalische Messungen zu Protein-RNA-Interaktionen durch. Laut den Wissenschaftern zeigen die Daten, wie Cas12a3 strukturelle Umordnungen vollzieht, um tRNA mit außergewöhnlich hoher Affinität zu binden und sie zuverlässig von anderen RNAs zu unterscheiden. „Unsere Arbeit zeigt, wie ein detailliertes Verständnis natürlich vorkommender CRISPR-Mechanismen weiterhin neue Perspektiven für die Biotechnologie eröffnen kann – von der Entwicklung diagnostischer Werkzeuge bis zur Kontrolle der Proteinsynthese in spezifischen eukaryotischen Zellen,“ so Sebastian Glatt.
Die Studie erweitert das gängige Bild von CRISPR-Systemen: Diese können nicht nur virales genetisches Material erkennen und spalten, sondern auch gezielt in die Translationsmaschinerie des Wirts eingreifen – mit tRNA als zentraler Hebel der Regulation.
Service:
Der Artikel „RNA-triggered Cas12a3 cleaves tRNA tails to execute bacterial immunity” von Ole Dmytrenko et al. wurde in Nature veröffentlicht.
RNA-triggered Cas12a3 cleaves tRNA tails to execute bacterial immunity | Nature
Hinweis: Das Projekt wurde durch das European Research Council (ERC) im Rahmen von Horizon 2020 (Grant-Nr. 101001394, SG) gefördert.
Rückfragekontakt:
Univ.-Prof. Dr. Sebastian Glatt
Zentrum für Biologische Wissenschaften
Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni)
Sebastian.Glatt@vetmeduni.ac.at