#原核生物可通过“流产感染”抵御病毒入侵# 近日,Cell Host & Microbe在线发表了华中农业大学农业微生物国家重点实验室、生命科学技术学院教授韩文元课题组解析新型Argonaute(Ago)系统免疫功能的最新研究成果http://t.cn/A6XOHnRs 。该成果报道了一种古菌Ago蛋白在识别病毒入侵后激活细胞膜上的毒性效应蛋白,通过引发细胞膜去极性化杀死被感染的细胞,从而抑制病毒增殖并为细胞群体提供免疫保护。这种免疫策略被称为流产感染(abortive infection),为多种免疫系统采用,该研究首次发现原核Ago系统通过介导流产感染抵御病毒入侵。

研究人员在冰岛硫化叶菌(Sulfolobus islandicus)中发现了编码短Ago蛋白的保守基因簇,该基因簇另外还编码一个可能的转录调控因子(AgaR)与两个未知功能的蛋白(Aga1与Aga2),预示它们可能组成免疫系统(SiAgo system)协同发挥作用。

研究人员在不含该基因簇的菌株中表达了Ago、Aga1与Aga2,然后分析表达菌株对病毒入侵的响应。结果显示,SiAgo系统能够同时抑制病毒增殖与菌株生长,被感染的细胞快速出现了细胞膜去极性化的现象,这说明SiAgo系统通过介导流产感染抵御病毒入侵。

通过一系列遗传学、生物化学和结构生物学分析,韩文元课题组详细解析了Ago、Aga1与Aga2的功能。Ago和Aga1组成稳定的二元复合体,且具有核酸片段介导的特异性识别互补核酸的能力。Aga2是一个跨膜蛋白,作为毒性因子发挥功能,在过量表达时能够导致细胞膜去极性化。Aga2特异性结合磷脂酸和磷脂酰肌醇磷酸,这种特性与动物细胞中介导程序性细胞死亡的多种因子相似,反映了古菌与动物细胞自杀机制的保守性。另外,Ago-Aga1复合体直接与Aga2相互作用,且在病毒入侵后更多地被招募到细胞膜上。

依据上述结果,研究人员提出了SiAgo系统的工作模型:Ago-Aga1复合体通过核酸识别感知病毒入侵,通过直接互作激活Aga2介导细胞膜去极性化,从而杀死被感染的细胞。http://t.cn/A6XOHnEv

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