菌糸体抗CBASSと抗Pycsar核酸は細菌の免疫を低下させる
Samuel J Hobbs1,2, Tanita Wein3, Allen Lu1,2
1Department of Microbiology, Harvard Medical School, Boston, MA, USA.
バクテリアの抗菌体防御システム,循環性オリゴヌクレオチドベースの抗菌体シグナル伝達 (CBASS) と抗菌体抵抗のためのピリミジンサイクラゼシステム (Pycsar) は,新しいファグタンパク質によって対抗されます. これらの抗CBASS (Acb) と抗Pycsar (Apyc) タンパク質は周期的な核酸信号を分解し,細菌の免疫を阻害する.
科学分野:
- 微生物学
- 分子生物学
- ウイルス学
背景:
- 細菌は,循環性オリゴヌクレオチドベースの抗菌体シグナル伝達 (CBASS) と抗菌体抵抗のためのピリミジンサイクラゼシステム (Pycsar) を,抗菌体に対する防御メカニズムとして利用する.
- これらのシステムは,細胞死を誘発し,ウイルスの複製を停止するために,周期的なニュクレオチド信号に依存しています.
- 既存のファグ回避戦略はCRISPRと制限修正システムを標的とするが,CBASSやPycsarは対象ではない.
研究 の 目的:
- CBASSとPycsarの抗菌免疫を回避するためのファグメカニズムを調査する.
- バクテリアの防御システムに対抗する新しいファージタンパク質を特定し,特徴づけること.
主な方法:
- Escherichia coliとBacillus subtilisの57のファグの生化学的スクリーニングが行われました.
- 抗CBASS (Acb1) と抗Pycsar (Apyc1) タンパク質の結晶構造を決定した.
- Acb1 と Apyc1 の防御阻害の有効性を評価するために in vivo 実験が行われました.
主要な成果:
- ファージは,サイクルヌクレオチド信号を分解する抗CBASS (Acb) と抗Pycsar (Apyc) タンパク質をコードする.
- Acb1とApyc1は,異なるタンパク質ファミリーの創設メンバーとして特定されました.
- 構造的および生化学的分析により,Acb1とApyc1による信号分解の異なるメカニズムが明らかになった.
- Acb1とApyc1は,下流エフェクターを遮断し,インビボで耐性を授与することが示された.
結論:
- ホストのサイクルヌクレオチド信号の分裂は,ファグの免疫回避戦略の重要な部分である.
- AcbとApycのタンパク質は,細菌の防御を克服するために様々なファグにわたって保存されたメカニズムを表しています.
- AcbとApycの発見は 菌素と宿主との相互作用と 細菌の免疫に関する理解を広げました
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