奧塔哥大學(xué)的一個研究小組發(fā)現(xiàn)了一種噬菌體破壞細(xì)菌防御的新方法，揭示了一種與DNA 和RNA 結(jié)合的蛋白質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)可能為基于噬菌體的抗生素替代品和基因調(diào)控的進(jìn)步鋪平道路。

一項突破性的研究揭示了噬菌體蛋白的新調(diào)控機(jī)制，為理解細(xì)菌防御機(jī)制和開發(fā)基于噬菌體的療法開辟了新途徑。新發(fā)現(xiàn)推動了對抗危險細(xì)菌的重大進(jìn)展。由奧塔哥大學(xué)的Peter Finerland 教授領(lǐng)導(dǎo)的一個國際科學(xué)家小組研究了噬菌體（一種感染細(xì)菌的病毒）使用的一種特定蛋白質(zhì)。

研究細(xì)菌和噬菌體之間的微觀軍備競賽很重要，因為它可能導(dǎo)致抗生素替代品的開發(fā)。這項研究發(fā)表在著名的國際期刊《自然》（《自然》）上，分析了噬菌體在部署抗CRISPR 時使用的蛋白質(zhì)，這是它們阻斷細(xì)菌CRISPR-Cas 免疫系統(tǒng)的方式。

主要作者、奧塔哥微生物學(xué)和免疫學(xué)系的Nils Birkholz 博士表示，了解噬菌體如何與細(xì)菌相互作用可能會導(dǎo)致噬菌體在人類健康或農(nóng)業(yè)中潛在地用于對抗細(xì)菌病原體。道路上邁出了重要的一步。

具體來說，我們需要了解細(xì)菌用來保護(hù)自己免受噬菌體感染的防御機(jī)制，例如CRISPR，這與我們?nèi)绾卫萌祟惷庖呦到y(tǒng)來抵抗病毒沒有什么不同，以及噬菌體如何防御這些防御機(jī)制。例如，如果我們知道噬菌體如何殺死特定細(xì)菌，這可以幫助識別合適的噬菌體用作抗菌劑。更具體地說，我們必須了解噬菌體在感染后如何控制其反防御武器庫（包括抗CRISPR）——我們必須了解噬菌體如何調(diào)節(jié)對抗細(xì)菌有用的基因的表達(dá)。 \'

這項研究揭示了噬菌體在部署抗CRISPR 時需要多么小心。

特定的噬菌體蛋白具有在許多參與基因調(diào)控的蛋白質(zhì)中非常常見的部分或結(jié)構(gòu)域；眾所周知，這種螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(HTH) 結(jié)構(gòu)域可以特異性結(jié)合DNA 序列并根據(jù)情況打開它們。或者關(guān)閉基因。該蛋白的HTH 結(jié)構(gòu)域更加通用，并表現(xiàn)出以前未知的調(diào)節(jié)模式。它利用這個結(jié)構(gòu)域不僅結(jié)合DNA，還結(jié)合其RNA 轉(zhuǎn)錄物，RNA 轉(zhuǎn)錄物是DNA 序列和其中編碼的抗CRISPR 之間的中間分子。因為這種蛋白質(zhì)參與調(diào)節(jié)CRISPR 抗性的產(chǎn)生，這意味著這種調(diào)節(jié)有更多層次- 它不僅通過DNA 結(jié)合機(jī)制發(fā)生，而且還通過我們發(fā)現(xiàn)的結(jié)合信使RNA 的新機(jī)制發(fā)生。

這一發(fā)現(xiàn)可能會對基因調(diào)控的理解產(chǎn)生重大影響。

解開這種出乎意料的復(fù)雜調(diào)控機(jī)制，對于理解噬菌體如何在一系列應(yīng)用中逃避CRISPR-Cas 防御并殺死目標(biāo)細(xì)菌來說是一個重要進(jìn)展。這一發(fā)現(xiàn)對于科學(xué)界來說尤其令人興奮，因為它展示了經(jīng)過充分研究的蛋白質(zhì)家族的一種新穎的調(diào)控機(jī)制。自20 世紀(jì)80 年代初發(fā)現(xiàn)HTH 結(jié)構(gòu)域以來，人們對其進(jìn)行了深入研究，因此我們最初認(rèn)為我們的蛋白質(zhì)會像其他具有HTH 結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)一樣發(fā)揮作用，但當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)這種新的作用模式時，我們感到非常驚訝。這一發(fā)現(xiàn)有可能改變該領(lǐng)域?qū)@一重要而廣泛的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的功能和機(jī)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。 \'

編譯自/ScitechDaily