До этого исследования наиболее известными антирестрикционными белками были полноразмерные ArdA, которые мимикрируют под двойную спираль ДНК. Однако анализ геномов, проведенный командой МФТИ, выявил их миниатюрных родственников. Новые белки оказались примерно в три раза короче своих предшественников, но при этом сохранили высокую эффективность. Исследователи выделили две эволюционно стабильные подгруппы:
- sArdN, структурно схожая с N-концевым доменом классического белка;
- sArdC, повторяющая C-концевой домен.
Для изучения механизма действия этих мини-белков ученые применили искусственный интеллект, используя алгоритм AlphaFold3 для моделирования взаимодействий. Результаты показали, что оба типа белков успешно нейтрализуют ключевой фермент защитной системы бактерии, но достигают цели разными молекулярными путями.
Практическая значимость открытия была подтверждена экспериментально. Гены, кодирующие новые белки, перенесли в клетки кишечной палочки (E. coli) и проверили их действие на вирусах-бактериофагах. Испытания доказали, что эти короткие белки действительно защищают вирусную ДНК от разрушения, причем делают это избирательно, подавляя строго определенные типы защитных систем хозяина.
По словам руководителя исследования Анны Кудрявцевой, это открытие демонстрирует, что высокая специфичность может быть достигнута даже очень компактными молекулами. Это делает их идеальными кандидатами для создания нового поколения инструментов генной инженерии. В перспективе такие регуляторы позволят точечно контролировать внутриклеточные процессы и могут стать основой для разработки инновационных методов терапии генетических заболеваний.
