12 октября 2026 года журнал Nature опубликовал исследование бактериальной защитной системы DRT10. Она использует РНК как матрицу, чтобы создавать повторяющиеся участки ДНК. Авторы изучили комплекс с помощью криоэлектронной микроскопии и биохимических экспериментов и обнаружили сходство этого процесса с работой теломеразы, которая добавляет повторы на концах хромосом эукариот.

Как РНК помогает начать новый цикл

DRT10 включает обратную транскриптазу, синтезирующую ДНК по матрице РНК, и некодирующую РНК. Две молекулы фермента связываются с разными сторонами РНК. Однако длинный повторяющийся продукт создаёт только одна из них. Границы участка, который она копирует, задают соседние структуры РНК в форме шпилек.

Дополнительные эксперименты показали, как запускается следующий цикл синтеза. Новая цепь ДНК отсоединяется от участка РНК A и спаривается с похожим участком A′. Затем она становится затравкой, от которой фермент продолжает удлинять ДНК. Если заменить первые два основания в участках A или A′, добавление повторов прекращалось; замена четвёртого основания не мешала процессу. Это указывает, что для спаривания особенно важен конец затравки, откуда начинается её удлинение.

Представим короткую строку, которую переписывают снова и снова: чтобы начать новый проход, уже написанный край совмещают с похожим началом на следующем участке образца. В DRT10 это совмещение происходит между молекулярными участками ДНК и РНК, а не буквами на странице.

Теломераза тоже многократно добавляет повторы ДНК, используя РНК. Филогенетический анализ авторов поместил теломеразу и семейство DRT в одну группу родственных обратных транскриптаз. Это позволяет предположить, что их способность синтезировать ДНК имеет общее происхождение.

Такой вывод остаётся эволюционной гипотезой, а не точной реконструкцией истории ферментов. Последовательности обратных транскриптаз сильно различаются, что затрудняет оценку их родства. Чтобы проверить устойчивость группировки, авторы построили деревья для 1000 вариантов выравнивания последовательностей. Но этот анализ не устанавливает ни направление эволюции, ни точный порядок исторических событий.

Исследование описывает молекулярный механизм защиты бактерий от вирусов, но не показывает, что его уже можно использовать для лечения инфекций. Точность формулировок важна и при подготовке научной статьи.

Схема показывает предложенный механизм повторного синтеза ДНК в DRT10: отделение новой цепи от участка A и её спаривание с похожим участком A′ РНК.

Фото: WikiImages / Pixabay