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Nature:新研究揭示cGAMP信号保护细菌免受噬菌体感染

   日期:2019-10-09     来源:生物谷BIOON    浏览:291    评论:0    
核心提示:在一项新的研究中,来自以色列魏茨曼科学研究所的研究人员发现cGAMP信号转导是细菌中常见的一种抗噬菌体防御系统的一部分。这种抗噬菌体防御系统由一个四基因操纵子组成,这个操纵子编码细菌cGAS、相关的磷脂酶以及两个含有真核生物样结构域E1/E2和JAB的酶。这些研究人员发现这个操纵子让细菌能够抵抗大量的噬菌体,即感染细菌的病毒。
  
  cGAS-STING途径是动物中细胞自主性先天免疫系统的重要组成部分。cGAS蛋白(cyclic GMP–AMP synthase, 环状GMP-AMP合酶)是细胞质病毒DNA的传感蛋白,一旦在细胞质中检测到病毒DNA,就会产生结合STING蛋白并激活免疫反应的环状GMP-AMP(cGAMP)信号分子。

在细菌中也检测到了cGAMP产生,在霍乱弧菌(Vibrio cholerae)中已发现所产生的cGAMP激活降解细菌内膜的磷脂酶,但是它的生物学作用仍然是未知的。
图片来自cGAMP/wikipedia。

在一项新的研究中,来自以色列魏茨曼科学研究所的研究人员发现cGAMP信号转导是细菌中常见的一种抗噬菌体防御系统的一部分。这种抗噬菌体防御系统由一个四基因操纵子组成,这个操纵子编码细菌cGAS、相关的磷脂酶以及两个含有真核生物样结构域E1/E2和JAB的酶。相关研究结果近期发表在Nature期刊上,论文标题为“Cyclic GMP–AMP signalling protects bacteria against viral infection”。

这些研究人员发现这个操纵子让细菌能够抵抗大量的噬菌体,即感染细菌的病毒。噬菌体感染触发cGAMP产生,而这接着激活磷脂酶,从而在噬菌体完成增殖之前导致细菌膜完整性丧失和细菌细胞死亡。

这种抗噬菌体防御系统的不同版本出现了10%以上的原核生物基因组中,而且这些研究人员证实具有除磷脂酶以外的效应因子变体也可保护细菌免受噬菌体感染。

由此可知,这些研究结果表明真核生物cGAS-STING抗病毒途径在微生物抵抗噬菌体感染中具有古老的进化根源。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Daniel Cohen et al. Cyclic GMP–AMP signalling protects bacteria against viral infection. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1605-5.
 
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