《Nature丨噬菌体通过多种抗防御蛋白克服细菌免疫力》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2023-11-27
  • 本文内容转载自“ 科学论文导读”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/Pa3IgNcBujkKLti51R5tcg

    2023年11月22日,魏茨曼科学研究所等机构的研究人员在Nature发表了题为Phages overcome bacterial immunity via diverse anti-defence proteins的文章。

    最近表明,除了crispr-cas和限制系统外,细菌还采用了相当多的噬菌体抗性系统,但噬菌体如何应对这种多层细菌免疫尚不清楚。

    该研究分析了对细菌防御系统表现出不同敏感性的密切相关的芽孢杆菌噬菌体组,并发现了抑制Gabija,Thoeris和Hachiman系统的四个不同的抗防御蛋白家族。研究人员证明了这些蛋白质Gad1,Gad2,Tad2,并且当与各自的防御系统共表达或引入噬菌体基因组时,已经有效地消除了防御活性。在感染分类学上不同的细菌物种的数百种噬菌体中发现了这些抗防御蛋白的同源物。研究人员证明了抗Gabija蛋白Gad阻断了Gabija防御复合物切割噬菌体衍生的DNA的能力。

    该研究的数据进一步揭示了一种抗Thoeris蛋白,称为Tad2,它是一种 “海绵”,可隔离由Thoeris TIR结构域蛋白响应噬菌体产生的免疫信号分子。该研究结果表明,噬菌体编码的抗防御蛋白库可以禁用各种细菌防御机制。

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    • 编译者:李康音
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    • 本文内容转载自“ CNS推送BioMed”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/8SdZJHdO02WiFSJucfSTpA 2023年11月22日,美国波士顿达纳-法伯癌症研究所等机构的研究人员在Nature发表了题为Structural basis of Gabija anti-phage defence and viral immune evasion的文章。 细菌编码数百种不同的防御系统,保护免受病毒感染并抑制噬菌体繁殖。Gabija是最普遍的抗噬菌体防御系统之一,存在于所有已测序的细菌和古细菌基因组的15%以上,但Gabija如何保护细胞免受病毒感染的分子基础仍然知之甚少。 该研究使用x射线晶体学和冷冻电镜来定义Gabija蛋白如何组装成一个约500 kDa的超分子复合物,降解噬菌体DNA。Gabija蛋白A (GajA)是一种DNA内切酶,四聚体形成抗噬菌体防御复合物的核心。两组Gabija蛋白B (GajB)二聚体在复合物的两侧对接,形成4:4的GajAB组装,这对体内噬菌体抗性至关重要。研究人员发现噬菌体编码的蛋白Gabija anti-defense 1 (Gad1)直接结合Gabija GajAB复合物并使防御失活。病毒抑制状态的冷冻电镜结构显示,Gad1形成一个包裹GajAB复合物的八聚体网,抑制DNA识别和切割。该研究结果揭示了Gabija抗噬菌体防御复合物组装的结构基础,并定义了一种独特的病毒免疫逃避机制。
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    • 编译者:李康音
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    • 2024年1月10日,洛克菲勒大学等机构的研究人员在Nature上发表了题为The CRISPR effector Cam1 mediates membrane depolarization for phage defence的文章。 原核 III 型 CRISPR-Cas 系统使用 CRISPR 相关罗斯曼折叠 (CARF) 蛋白效应子提供对病毒和质粒的免疫力。使用与CRISPR RNA向导互补的序列识别这些入侵者的转录本会导致环状寡腺苷酸第二信使的产生,其结合CARF结构域并触发效应结构域的活性。虽然大多数效应子会降解宿主和入侵者核酸,但预计有些效应子含有没有酶促功能的跨膜螺旋。这些CARF-跨膜螺旋融合蛋白是否以及如何促进III型CRISPR-Cas免疫反应仍未知。 该研究表明了环状寡腺苷酸活化膜蛋白 1 (Cam1) 在 III 型 CRISPR 免疫中的作用。结构和生化分析表明,Cam1二聚体的CARF结构域结合环状四腺苷酸第二信使。在体内,Cam1 定位于膜上,预计形成四聚体跨膜孔,并通过诱导膜去极化和生长停滞来防御病毒感染。这些结果表明,CRISPR免疫并不总是通过核酸的降解起作用,而是通过更广泛的细胞反应来介导。