#原核生物可通過“流產感染”抵禦病毒入侵# 近日,Cell Host & Microbe在線發表了華中農業大學農業微生物國家重點實驗室、生命科學技術學院教授韓文元課題組解析新型Argonaute(Ago)系統免疫功能的最新研究成果http://t.cn/A6XOHnRs 。該成果報道了一種古菌Ago蛋白在識別病毒入侵後激活細胞膜上的毒性效應蛋白,通過引發細胞膜去極性化殺死被感染的細胞,從而抑制病毒增殖並為細胞群體提供免疫保護。這種免疫策略被稱為流產感染(abortive infection),為多種免疫系統采用,該研究首次發現原核Ago系統通過介導流產感染抵禦病毒入侵。

研究人員在冰島硫化葉菌(Sulfolobus islandicus)中發現了編碼短Ago蛋白的保守基因簇,該基因簇另外還編碼一個可能的轉錄調控因子(AgaR)與兩個未知功能的蛋白(Aga1與Aga2),預示它們可能組成免疫系統(SiAgo system)協同發揮作用。

研究人員在不含該基因簇的菌株中表達了Ago、Aga1與Aga2,然後分析表達菌株對病毒入侵的響應。結果顯示,SiAgo系統能夠同時抑制病毒增殖與菌株生長,被感染的細胞快速出現了細胞膜去極性化的現象,這說明SiAgo系統通過介導流產感染抵禦病毒入侵。

通過一系列遺傳學、生物化學和結構生物學分析,韓文元課題組詳細解析了Ago、Aga1與Aga2的功能。Ago和Aga1組成穩定的二元複合體,且具有核酸片段介導的特異性識別互補核酸的能力。Aga2是一個跨膜蛋白,作為毒性因子發揮功能,在過量表達時能夠導致細胞膜去極性化。Aga2特異性結合磷脂酸和磷脂醯肌醇磷酸,這種特性與動物細胞中介導程序性細胞死亡的多種因子相似,反映了古菌與動物細胞自殺機制的保守性。另外,Ago-Aga1複合體直接與Aga2相互作用,且在病毒入侵後更多地被招募到細胞膜上。

依據上述結果,研究人員提出了SiAgo系統的工作模型:Ago-Aga1複合體通過核酸識別感知病毒入侵,通過直接互作激活Aga2介導細胞膜去極性化,從而殺死被感染的細胞。http://t.cn/A6XOHnEv

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