DNA-metylaatioon perustuvat bakteerien puolustusjärjestelmät ja virusten keinot niiden ohittamiseen: BREX ja anti-BREX-strategiat biologisessa kilpavarustelussa - Savilahti, Eero (My University, 2026)
Bakteerien ja bakteriofagien eli faagien välillä vallitsee evolutiivinen kilpavarustelu. Faageja vastaan bakteereille on kehittynyt lukuisia erilaisia puolustusjärjestelmiä. Useat järjestelmät sallivat faagien pääsyn bakteerin sisään, jossa ne tunnistetaan tunkeilijoiksi. Puolustusjärjestelmät tuhoavat faagit bakteerisolussa esimerkiksi katkaisemalla niiden DNA:n. BREX-puolustusjärjestelmä erottelee tunkeutuvan faagin bakteerista metyloituneiden emästen avulla. BREX:n metyylitransferaasi liittää isäntäbakteerin genomin spesifisiin emäksiin metyyliryhmiä. Faageilla ei ole kyseisiä metyylimerkkejä vastaavissa DNA-jaksoissaan. Kun faagi tunkeutuu bakteeriin, BREX-järjestelmä tunnistaa metyloimattomat tunnistusjaksot ja restriktoi faagin DNA:n toistaiseksi tuntemattomalla mekanismilla. Eri BREX-tyypit jaotellaan geenikoostumuksen ja toimintojen mukaan kuuteen eri luokkaan. Yleisin on tyypin 1 BREX, joka sisältää kuusi geeniä. Faageille on vastaavasti kehittynyt keinoja, joilla ne pystyvät ohittamaan bakteerien puolustusjärjestelmät. Faagien koodaama Ocr-proteiini on tyypillinen useiden bakteerien puolustusjärjestelmien, kuten BREX:n, inhiboija. Muita anti-BREX-proteiineja ovat OrbA ja SAMaasi, jotka ovat erikoistuneet BREX-järjestelmän inhibointiin. Anti-BREX-proteiinit toimivat joko inhiboimalla BREX-komponentteja tai BREX-puolustuksessa välttämättömiä kofaktoreita.
Keywords: DNA-metylaatio; metyylitransferaasi; BREX; anti-BREX-strategiat