一項意想不到的發(fā)現(xiàn)使人們在與有害細菌的斗爭中取得了重要進展。
由奧塔哥大學的Peter Fineran教授領(lǐng)導的一個國際研究小組研究了感染細菌的病毒(稱為噬菌體)使用的一種特殊蛋白質(zhì)。
研究細菌和噬菌體之間的這種微觀軍備競賽很重要，因為它可以找到抗生素的替代品。
這項研究發(fā)表在國際期刊《自然》上，分析了噬菌體在部署抗CRISPR時使用的一種蛋白質(zhì)，這是它們阻斷細菌CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)的方法。
文章一作Nils Birkholz博士說，了解噬菌體如何與細菌相互作用是在人類健康或農(nóng)業(yè)中利用噬菌體對抗細菌病原體的道路上邁出的重要一步。
“具體來說，我們需要了解細菌用來保護自己免受噬菌體感染的防御機制，比如CRISPR，這與我們?nèi)绾卫蒙眢w的免疫系統(tǒng)來對抗病毒，以及噬菌體如何抵消這些防御不同。
例如，如果我們知道噬菌體如何殺死特定的細菌，這有助于確定適當?shù)氖删w用作抗菌劑。更具體地說，了解噬菌體如何在感染時控制它們的反防御武器庫(包括抗CRISPR)是很重要的——我們必須了解噬菌體如何調(diào)節(jié)在對抗細菌的戰(zhàn)斗中有用的基因的表達，”他說。
這項研究揭示了噬菌體需要多么小心地部署它們的抗CRISPR。
“我們已經(jīng)知道，一種特定的噬菌體蛋白有一個部分或結(jié)構(gòu)域，這在許多參與基因調(diào)控的蛋白質(zhì)中非常常見;這種螺旋-螺旋-螺旋(HTH)結(jié)構(gòu)域已知能夠特異性地結(jié)合DNA序列，并根據(jù)環(huán)境，可以打開或關(guān)閉基因。
“我們發(fā)現(xiàn)這種蛋白質(zhì)的HTH結(jié)構(gòu)域更加通用，并表現(xiàn)出一種以前未知的調(diào)節(jié)模式。它不僅可以利用這個結(jié)構(gòu)域結(jié)合DNA，還可以結(jié)合RNA轉(zhuǎn)錄物，RNA轉(zhuǎn)錄物是DNA序列和其中編碼的抗CRISPR之間的中介分子。
“因為這種蛋白質(zhì)參與調(diào)節(jié)抗CRISPR的產(chǎn)生，這意味著這種調(diào)節(jié)有額外的層次——它不僅通過DNA結(jié)合機制發(fā)生，而且通過我們發(fā)現(xiàn)的結(jié)合信使RNA的新機制發(fā)生。”
Fineran教授表示，這一發(fā)現(xiàn)可能對理解基因調(diào)控具有重大意義。
“當涉及到理解噬菌體如何逃避CRISPR-Cas防御并在一系列應用中殺死目標細菌時，揭示這種意想不到的復雜調(diào)節(jié)是重要的進展。這一發(fā)現(xiàn)對科學界來說特別令人興奮，因為它在一個研究得很好的蛋白質(zhì)家族中顯示了一種新的調(diào)節(jié)機制。
“自20世紀80年代初發(fā)現(xiàn)HTH結(jié)構(gòu)域以來，人們已經(jīng)對其進行了徹底的研究，所以我們最初認為我們的蛋白質(zhì)會像任何其他具有HTH結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)一樣起作用-當我們發(fā)現(xiàn)這種新的作用模式時，我們非常驚訝。”
他說:“這一發(fā)現(xiàn)有可能改變該領(lǐng)域?qū)@一關(guān)鍵且廣泛存在的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的功能和機制的看法，并可能對我們對基因調(diào)控的理解產(chǎn)生重大影響。”
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-7/20240711020605266.htm）
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