近日，藥學(xué)院肖易倍/陳美容團(tuán)隊(duì)在一流期刊Nature Chemical Biology（IF:14.8）發(fā)表最新研究論文: Auto-inhibition and activation of a short Argonaute-associated TIR-APAZ defense system。我校藥學(xué)院2021級(jí)碩士生郭麗潔、黃平平，博士后李兆星為共同第一作者，藥學(xué)院肖易倍教授和陳美容副教授為本文共同通訊作者。中國(guó)藥科大學(xué)為唯一通訊單位。

真核Argonaute蛋白通過(guò)核酸切割活性參與RNA沉默。相比之下Argonaute在原核生物中更為多樣化，然而其功能研究較少。最新研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌中存在一種由Argonaute和NAD+水解酶TIR組成的新型免疫系統(tǒng)SPARTA，當(dāng)感應(yīng)到外源核酸入侵時(shí)，SPARTA系統(tǒng)被激活而大量消耗胞內(nèi)NAD+，啟動(dòng)“自殺”從而保護(hù)細(xì)菌群體不受感染。然而SPARTA如何被激活，以及細(xì)菌如何區(qū)分入侵核酸和內(nèi)源核酸的分子機(jī)制尚不清楚。

本研究主要探討了嗜熱Crenotalea thermophilaSPARTA系統(tǒng)的免疫機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)SPARTA系統(tǒng)本身處于自抑制狀態(tài)以防止細(xì)菌自身免疫激活。當(dāng)Argonaute 感應(yīng)到與向?qū)NA互補(bǔ)配對(duì)的入侵靶標(biāo)DNA后，SPARTA自抑制得到釋放，引發(fā)大量構(gòu)象變化，最終SPARTA組裝成一個(gè)四聚體而激活TIR的NAD+水解酶活性。該研究闡明了細(xì)菌通過(guò)偶聯(lián)Argonaute蛋白的核酸識(shí)別功能和TIR水解NAD的效應(yīng)作用來(lái)抵御外來(lái)核酸入侵的分子機(jī)制，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了參與細(xì)菌免疫的原核Argonaute在結(jié)構(gòu)和功能上與之前廣泛研究的真核Ago的明顯區(qū)別，為今后細(xì)菌免疫機(jī)制及Argonaute的系統(tǒng)研究奠定了理論基礎(chǔ)。

該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目（No. 82321005）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（No.2018YFA0902000）、科技創(chuàng)新2030重大項(xiàng)目（No. ZX-2021ZD0203404），國(guó)家自然科學(xué)基金（No. 31970547, 32271330, 32000889），以及江蘇省自然科學(xué)基金（No. BK20190552）的支持。

全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41589-023-01478-0

（供稿單位：藥學(xué)院，撰寫(xiě)人：劉華，審稿人：黃欣）