自然:揭示噬菌体克服细菌免疫防御的新机制

来源：100医疗网原创2022-11-14 10336033

在一项新的研究中，来自以色列魏茨曼科学研究所、美国Dana Farber癌症研究所和哈佛医学院的研究人员揭示了病毒克服细菌细胞免疫系统的方式，以及这一过程中固有的一种神秘信号分子的化学成分。

我们习惯于认为系统是一个独立的实体，几乎是一个独立的器官，但事实要复杂得多。最近的突破表明，单个细菌细胞具有自己的自主和先天免疫系统，可以识别，定位和处理入侵者。

在一项新的研究中，来自以色列魏茨曼科学研究所、美国Dana Farber癌症研究所和哈佛医学院的研究人员揭示了病毒克服细菌细胞免疫系统的方式，以及这一过程中固有的一种神秘信号分子的化学成分。相关研究成果近日发表在《自然》杂志上，题为《病毒抑制tirgc adpr信号传导来进行细菌防御》。通讯作者是魏茨曼科学研究所分子遗传学系的Rotem Sorek博士和Dana Farber癌症研究所的Philip J. Kranzusch博士。

导致细菌细胞提高免疫防御的病毒被称为噬菌体。噬菌体的工作原理是将它们的DNA注入细菌，并操纵细菌细胞进行数十次复制。然后，新产生的噬菌体杀死细菌，使其破裂，杀死附近的其他细菌细胞。然而，细菌并非毫无防备，它们采用了自主免疫系统来对抗这种威胁。

Sorek实验室之前的研究表明，一种叫做TIR的免疫蛋白片段负责识别噬菌体入侵。一旦检测到噬菌体，TIR就会产生一种神秘的信号分子，引发免疫反应。TIR最初是在植物和动物的免疫系统中发现的，但Sorek和他的研究小组能够确认细菌中存在类似的机制。然而，这种神秘的信号分子仍然没有被发现。

在这项新的研究中，Sorek团队发现了噬菌体如何克服TIR免疫。当研究一组非常相似的噬菌体时，他们惊讶地发现，尽管TIR免疫确实保护了其中一些噬菌体免受感染，但其他噬菌体被证明是赢家，并成功杀死了细菌。在研究这些获胜的噬菌体时，他们发现它们含有一种特殊的基因，其编码的蛋白质中和了TIR免疫，从而让这些噬菌体占了上风。

当这些作者探索这种现在称为Tad1的蛋白质时，他们发现它在TIR产生后立即捕获了这种信号分子。Sorek说，这就好像蛋白质很快吞下了这个信号分子，以至于不让免疫系统看到它哪怕一点点。这种免疫逃避机制从未在任何已知病毒中出现过。

噬菌体SBSphiJ7的原始Tad1和10个Tad1同源物的多序列比对，这些同源物被实验证明是抗甲状腺素蛋白。图片来自Nature，2022，doi :10.1038/s 41586-022-05375-9。

这些作者随后意识到，如果这种信号分子被锁定在这种噬菌体蛋白质中，他们可能能够通过查看其结构来看到它。他们可以通过结晶学确定这种信号分子的空间结构和化学组成。

索雷克喃喃自语道，我们已经寻找这个神秘的信号分子好几年了。讽刺的是，如果没有噬菌体的帮助，我们不可能找到它。我们发现了一种新的方法，通过这种方法，病毒可以使依赖于信号分子的免疫系统失活。这种免疫系统不是细菌独有的——它存在于植物和人类细胞中。

了解噬菌体如何适应和进化可能有助于我们更好地对抗细菌免疫系统。Sorek说，如果感染我们身体的病毒使用与噬菌体中发现的Tad1完全相同的机制，我们不会感到惊讶。如果是这样的话，那么它可能会直接影响我们保护自己免受那些诡计多端的病毒攻击的能力。(100yiyao.com)

参考资料：

Azita Leavitt等人，Nature，2022，doi :10.1038/s 41586-022-05375-9。

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