《Nature | 噬菌体通过 RNA 和 DNA 结合的螺旋转螺旋蛋白控制抗CRISPR》

  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-07-12
  • 2024年7月10日,奥塔哥大学等机构的研究人员在Nature发表题为Phage anti-CRISPR control by an RNA- and DNA-binding helix–turn–helix protein的文章。

    在所有生物体中,基因表达的调控都必须根据细胞的需要进行调整,这通常涉及到螺旋-翻转-螺旋(HTH)结构域蛋白。例如,在细菌和噬菌体之间的竞赛中,噬菌体的抗CRISPR(Acr )基因在感染后迅速表达,从而逃避CRISPR-Cas的防御;转录随后被含有HTH结构域的抗CRISPR相关(Aca)蛋白抑制,这可能是为了降低过度表达带来的健康代价。然而,单个 HTH 调节器如何调整抗CRISPR 的产生以应对噬菌体基因组拷贝的增加和Acr mRNA 的积累,目前尚不清楚。

    该研究发现调节因子 Aca2 的 HTH 结构域除了通过 DNA 结合抑制 Acr 的转录合成外,还通过结合保守的 RNA 干环和阻断核糖体的进入来抑制 mRNA 的翻译。约 40 kDa Aca2-RNA 复合物的冷冻电子显微镜结构展示了多功能 HTH 结构域如何从 DNA 结合位点特异性地识别 RNA。这些组合调控模式在 Aca2 家族中非常普遍,有助于在噬菌体 DNA 快速复制的情况下抑制 CRISPR-Cas,而不会出现有毒的 Acr 过表达。鉴于含 HTH 域蛋白的普遍性,预计还会有更多的含 HTH 域蛋白通过 DNA 和 RNA 的双重结合进行调控。

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    • 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。