Como a maioria dos organismos, as bactanãrias são atacadas por va­rus ose sua abordagem para destruir os invasores ésimplesmente corta¡-los. Assim que vaª um va­rus, uma bactanãria pode empregar uma sanãrie de estratanãgias imunola³gicas para fatiar seu genoma usando cortadores moleculares como o CRISPR-Cas, também o homa´nimo de uma ferramenta de laboratório popular.

Um novo estudo mostra agora que as estratanãgias de defesa das bactanãrias não funcionam isoladamente. Pesquisadores da Universidade Rockefeller descobriram que umnívelsurpreendente de cooperação ocorre entre o sistema CRISPR-Cas e outra estratanãgia de defesa proeminente da bactanãria, conhecida como enzimas de restrição . “Muitos cientistas usaram um ou ambos os sistemas para suas pesquisas, mas não saba­amos atéque ponto eles estãoconectados em bactanãrias”, diz Luciano Marraffini, professor da familia Kayden no Rockefeller e pesquisador do Howard Hughes Medical Institute. .

As descobertas, publicadas na Molecular Cell , mostram que, embora as enzimas de restrição atuem como a primeira linha de defesa, elas também preparam o material que o CRISPR-Cas precisara¡ para atingir o va­rus com precisão. "O mecanismo éuma reminiscaªncia de nossa própria resposta imune multifacetada", diz Marraffini. “Inclui uma primeira linha de defesa tempora¡ria antes de ativar uma segunda resposta adaptativa mais robusta”.

As enzimas de restrição são capazes de clivar sequaªncias curtas de DNA, de modo que a bactanãria faz uso delas assim que o va­rus invade a canãlula bacteriana. O CRISPR-Cas, sistema mais sofisticado, vem depois. Enquanto a enzima de restrição corta o DNA viral com a grosseria de um cortador de grama, o CRISPR-Cas écomo uma tesoura afiada usada por um jardineiro meticuloso. Ele corta o intruso viral com precisão imaculada, alinhando-o perfeitamente a um guia molecular visando uma sequaªncia genanãtica especa­fica.

Ambos os tipos de defesas bacterianas são comumente usados ​​por bia³logos cujas tarefas do dia-a-dia envolvem a manipulação de DNA para vários propósitos oscomo sequenciar genes, tornar as moléculas fluorescentes ou criar animais com genomas modificados. Na década de 1970, os cientistas usaram enzimas de restrição para desenvolver uma nova ferramenta chamada DNA recombinante, que tornou possí­vel clonar e estudar genes aºnicos. E uma década atrás, a tecnologia baseada em CRISPR-Cas revolucionou a biociaªncia, dando aos cientistas os meios para editar genomas dentro de células e organismos vivos.

Trabalhando com Staphylococcus aureus, Pascal Maguin, um bolsista de pós-graduação no laboratório de Marraffini, descobriu que as estratanãgias de corte de va­rus dessa bactanãria funcionam melhor juntas do que sozinhas. Quando os Staph são protegidos apenas por enzimas de restrição, suas defesas são de curta duração porque alguns dos va­rus eventualmente comea§ara£o a proteger seu DNA ose depois de um tempo, mostra o estudo, as bactanãrias que crescem no prato comea§ara£o a diminuir. No entanto, se o Staph tiver acesso a ambos os sistemas, eles se recuperam rapidamente.

Maguin e seus colegas descobriram como os dois sistemas funcionam em conjunto ossegmentos previamente cortados por enzimas de restrição ajudam a maquinaria CRISPR-Cas a gerar o guia molecular necessa¡rio para encontrar os va­rus e acabar com a infecção.

"a‰ um pouco como a vacinação", diz Marraffini. “A enzima de restrição corta pequenos pedaço s do va­rus que o CRISPR usara¡ para montar uma resposta adaptativa”.

As descobertas podem não apenas nos ajudar a entender como o Staph se defende dos va­rus; háuma chance de que eles também possam nos tornar mais bem equipados para nos defendermos do Staph osuma espanãcie nota³ria por sua capacidade de se tornar resistente a antibia³ticos. No ano passado, a equipe de Marraffini descobriu que a bactanãria usa seu sistema CRISPR-Cas não apenas para afastar va­rus , mas também para desenvolver resistência a maºltiplas drogas. Uma melhor compreensão do sistema pode um dia permitir que os cientistas o manipulem com drogas para combater infecções por Staph que não respondem a outros tratamentos.