Kiwa es un supercomplejo de defensa incrustado en la membrana activado en los sitios de adhesión de los fagos

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• Biología molecular
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• Las bacterias y las arqueas poseen numerosos mecanismos de defensa antivirales, a menudo no caracterizados.
• Comprender estos sistemas es crucial para descifrar la inmunidad microbiana y desarrollar nuevas herramientas biotecnológicas.

Objetivo del estudio:

• Para caracterizar el sistema Kiwa, un mecanismo de defensa antiviral de dos componentes muy extendido en los procariotas.
• Para aclarar el mecanismo molecular de la defensa de los fagos mediada por Kiwa.

Principales métodos:

• Microscopía electrónica criogénica (cryo-EM) para determinar la estructura del complejo de Kiwa.
• Ensayos bioquímicos para analizar la unión al ADN y las interacciones con las proteínas.
• Manipulación genética para estudiar el papel de las proteínas fagas en la inhibición de Kiwa.

Principales resultados:

• El cryo-EM reveló que KwaA y KwaB forman un gran supercomplejo asociado a la membrana.
• Kiwa detecta la infección del fago a través de KwaA en la membrana, lo que lleva a la unión KwaB del ADN del fago.
• Este proceso inhibe la replicación y transcripción del ADN del fago sin la lisis de la célula huésped.
• La proteína fagal Gam inhibe el KwaB, pero la coexpresión del sistema RecBCD restaura la función Kiwa.

Conclusiones:

• Kiwa funciona como un sistema antiviral coordinado espacialmente, que vincula la detección de infecciones basadas en la membrana con la unión del ADN mediada por el efector.
• La actividad del sistema está regulada por las interacciones proteína-proteína y potencialmente modulada por factores codificados por fagos.
• Kiwa representa una adición significativa al repertorio conocido de estrategias antivirales procarióticas.