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Nature | 细菌中的CARD结构域:抗噬菌体防御的新发现

BioArt  · 公众号  · 生物  · 2025-02-16 09:12
    

主要观点总结

本文介绍了细菌中的gasdermin系统在噬菌体感染后的作用,以及Rotem Sorek团队的研究。研究证明gasdermin蛋白在噬菌体感染后形成膜孔并导致细胞死亡,从而阻止噬菌体的复制和传播。文章还提到了gasdermin系统的活化机制、噬菌体逃逸机制和细菌基因组中类似的防御系统的发现。

关键观点总结

关键观点1: 细菌中的gasdermin系统在噬菌体感染中的作用

gasdermin蛋白在噬菌体感染后形成膜孔并导致细胞死亡,从而阻止噬菌体的复制和传播。这一过程由CARD结构域介导,涉及gasdermin的激活和膜损伤的形成。

关键观点2: gasdermin系统的活化机制

研究发现除了编码gasdermin的基因外,还需要其他基因如编码胰蛋白酶样结构和ATP酶的基因以及一个与CARD结构域具有相似性的结构域来激活gasdermin蛋白。

关键观点3: 噬菌体逃逸机制

当噬菌体浓度较高时,一些噬菌体能够逃逸gasdermin系统的防御。这些逃逸噬菌体的基因组分析显示,它们都在RIIB基因中发生了突变。

关键观点4: 类似防御系统的发现

在29个细菌基因组中发现了类似的防御系统,这些发现为理解细菌与噬菌体之间的进化博弈和细胞死亡机制的起源提供了重要线索。


文章预览

撰文 | Qi 细胞死亡机制一直是一个备受关注的话题,在动物细胞中,细胞焦亡 (pyroptosis) 是一种由gasdermin蛋白介导的程序性细胞死亡方式,通常由NLR蛋白家族识别病原体后触发。这一过程涉及 CARD (Caspase Recruitment Domain) 结构域,它通过招募和激活caspase蛋白酶,进而激活gasdermin蛋白,形成膜孔,导致细胞死亡并释放炎症因子。然而,近年来科学家们发现,gasdermin蛋白不仅存在于动物细胞中,还在细菌中广泛存在,并初步显示出对噬菌体感染的保护作用 【1】 ,但防御机制尚不清楚。 近日,来自魏茨曼科学研究所的 Rotem Sorek 团队等在 Nature 杂志上合作发表了文章 CARD domains mediate anti-phage defence in bacterial gasdermin systems ,他们 证明细菌中的gasdermin系统在噬菌体感染后会被激活,形成膜孔并导致细胞死亡,从而阻止噬菌体的复制和进一步传播,而CARD结 ………………………………

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