北京
IT时代网8月1日消息，细菌面对噬菌体入侵时会选择自杀，这件事早就被观察到，但它究竟怎么控制这套自毁开关，一直没人说清楚。哈尔滨工业大学生命科学和医学学部黄志伟教授团队给出了答案，两道保险锁。相关成果7月31日发表于《美国科学院院刊》。
先说背景。逆转录子是细菌免疫系统的重要组成部分。噬菌体钻进来之后，被感染的细菌会主动释放效应蛋白，特异性降解自身赖以生存的转运RNA，把病毒复制与传播的通道一并掐断。牺牲个体，保住群体，代价大，但有效。问题在于，这种杀伤力十足的效应蛋白平时怎么安全存放，关键时刻又如何被唤醒。
黄志伟团队把生物化学分析和冷冻电子显微镜结合起来，绘出了 Ec78 系统在不同状态下的高分辨率结构图像。没受威胁的时候，系统内部有两道锁。第一道，能量分子ATP与效应蛋白结合，诱导效应复合物聚合成抑制性四聚体，活性被锁住；第二道，系统的抗毒素元件与效应蛋白紧紧咬合，把抑制状态进一步稳住，确保毒素不会误伤细菌自己。
噬菌体一旦侵染，局面立刻反转。系统加速释放ATP，引发关键结构重排，四聚体界面被破坏。两道锁接连打开，效应蛋白解离出来恢复高度活性，迅速切割转运RNA，防御完成。
逆转录子是细菌中发现的一种由逆转录酶编码的遗传元件，多种细菌基因组里都有它的身影，学界普遍将其视为原核生物的一种适应性免疫防御系统。这支团队此前已经系统揭示过细菌与噬菌体之间的多种防御与反防御机制，成果多次登上《自然》《细胞》。
黄志伟表示，这项研究拓展了人们对病原与宿主相互作用动态原理的认知，为未来开发新型抗菌手段及优化基因编辑技术提供了理论基础与结构依据。
注：本文中包含AI辅助创作的内容。
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