Nature : 噬菌体通过多种抗防御蛋白质克服细菌免疫力

顾汉现 · 发表于 2024-1-28 13:39:44

Nature : 噬菌体通过多种抗防御蛋白质克服细菌免疫力

领研网

2024/01/22

论文
论文标题：Phages overcome bacterial immunity via diverse anti-defence proteins
作者：Yirmiya, Erez, Leavitt, Azita, Lu, Allen, Ragucci, Adelyn E., Avraham, Carmel, Osterman, Ilya, Garb, Jeremy, Antine, Sadie P., Mooney, Sarah E., Hobbs, Samuel J., Kranzusch, Philip J., Amitai, Gil, Sorek, Rotem

期刊：Nature
发表时间：2023/11/22
数字识别码：10.1038/s41586-023-06869-w
摘要：It was recently shown that bacteria use, apart from CRISPR–Cas and restriction systems, a considerable diversity of phage resistance systems1,2,3,4, but it is largely unknown how phages cope with this multilayered bacterial immunity. Here we analysed groups of closely related Bacillus phages that showed differential sensitivity to bacterial defence systems, and discovered four distinct families of anti-defence proteins that inhibit the Gabija, Thoeris and Hachiman systems. We show that these proteins Gad1, Gad2, Tad2 and Had1 efficiently cancel the defensive activity when co-expressed with the respective defence system or introduced into phage genomes. Homologues of these anti-defence proteins are found in hundreds of phages that infect taxonomically diverse bacterial species. We show that the anti-Gabija protein Gad1 blocks the ability of the Gabija defence complex to cleave phage-derived DNA. Our data further reveal that the anti-Thoeris protein Tad2 is a ‘sponge’ that sequesters the immune signalling molecules produced by Thoeris TIR-domain proteins in response to phage infection. Our results demonstrate that phages encode an arsenal of anti-defence proteins that can disable a variety of bacterial defence mechanisms.

摘要翻译（由计算机程序完成，仅供参考，内容以英文原文为准）：
最近的研究表明，除了CRISPR–Cas和限制性系统外，细菌还使用相当多的噬菌体抗性系统1，2，3，4，但噬菌体如何应对这种多层细菌免疫在很大程度上是未知的。在这里，我们分析了对细菌防御系统表现出不同敏感性的密切相关的芽孢杆菌噬菌体群，并发现了四个不同的抗防御蛋白家族，它们抑制Gabija、Thoeris和Hachiman系统。我们表明，当这些蛋白质Gad1、Gad2、Tad2和Had1与各自的防御系统共表达或引入噬菌体基因组时，它们有效地消除了防御活性。在数百个噬菌体中发现了这些抗防御蛋白的同源物，这些噬菌体感染分类多样的细菌物种。我们表明，抗Gabija蛋白Gad1阻断Gabija防御复合物切割噬菌体衍生DNA的能力。我们的数据进一步揭示了抗Thoeris蛋白Tad2是一种“海绵”，它隔离由Thoeris TIR结构域蛋白产生的免疫信号分子以响应噬菌体；传染我们的研究结果表明，噬菌体编码一系列抗防御蛋白，这些蛋白可以破坏多种细菌防御机制。

所属学科：
生物
（导读阿金）除了CRISPR-Cas和限制性系统之外，还存在大量多样的噬菌体抗性系统，但目前尚未完全清楚噬菌体与多层细菌免疫力之间的互作方式。本研究分析了对细菌防御系统表现出不同敏感程度的芽孢杆菌噬菌体，发现四大不同的抗防御蛋白质家族，可抑制Gabija，Thoeris和Hachiman系统，这些蛋白质（Gad1，Gad2，Tad2和Had1）可有效让防御性失活，同时与防御系统共表达或插入噬菌体基因组内。该结果表明噬菌体会编码一系列抗防御蛋白质从而让各种细菌防御机制失效。

文章标签
噬菌体
细菌防御系统
芽孢杆菌噬菌体
抗防御蛋白质家族

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https://www.nature.com/articles/s41586-023-06869-w

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