Cell | Shedu抗噬菌体防御系统对DNA末端的感知与切割

主要观点总结

本文介绍了染色体上的进化博弈引发的多种抗病毒防御系统出现及其在生物宿主中的发展研究，特别关注Shedu防御系统的工作机制和特异性抗病毒免疫特点。研究者通过解析Shedu系统的结构发现，其通过SduA蛋白的DUF4263结构域识别并切割线性DNA，进而防御噬菌体的感染。同时，探讨了噬菌体如何通过抑制DNA复制逃避这一防御系统的问题。

关键观点总结

关键观点1: 染色体上的进化博弈促使多种抗病毒防御系统的出现，这些系统通常聚集在宿主基因组中的防御岛上。

防御系统如CBASS、AVAST等通过不同的分子触发机制触发免疫反应。

关键观点2: Shedu是一个原核生物的防御系统，包含一个编码SduA蛋白的基因，该蛋白具有核酸酶活性。

SduA蛋白在功能上与III型限制-修饰酶的RES结构域以及古菌的NucS/EndoMS相似，可能直接靶向入侵的核酸分子。

关键观点3: Shedu系统的研究揭示了其抗噬菌体的防御机制。

研究人员分析了Shedu系统的结构，发现SduA蛋白根据基因组同源性可分为I型和II型两种类型。进一步的研究揭示了其通过识别并切割线性DNA的末端来提供免疫保护的具体过程。

文章预览

撰文 | 染色体 原核生物与入侵的可移动基因元素之间的进化博弈促使了多种抗病毒防御系统的出现，这些系统通常聚集在宿主基因组中的防御岛上 【1】 。通过对未知基因簇的识别，科学家已发现了多种防御系统，如BREX、DISARM、Septu、RADAR和Mokosh等 【2】 。其中，部分系统的分子触发机制已经被揭示。例如，CBASS系统通过检测病毒RNA触发免疫反应 【3】 ，而AVAST和CapRelSJ46系统则通过识别病毒蛋白启动效应蛋白，从而终止病毒感染 【4】 。 2024年12月31日，来自瑞士苏黎世大学生物化学系的 Martin Jinek 与 Luuk Loeff 共同在 Cell 期刊发表题为 DNA end sensing and cleavage by the Shedu anti-phage defense system （Shedu抗噬菌体防御系统对DNA末端的感知与切割） 的文章。 研究表明， SduA通过其N端夹子识别DNA的末端，并在特定位置切割双链DNA（dsDNA），从而防止线性DNA在细胞内扩 ………………………………