Een baanbrekende ontdekking door een gezamenlijk onderzoeksteam van het Institute of Biophysics van de Chinese Academie van Wetenschappen en het Beijing Institute of Technology, gepubliceerd op 8 mei, onthult een cruciaal mechanisme in de bacteriële antivirale verdediging. Het team heeft opgehelderd hoe bacteriën cyclische dinucleotiden (CDNs) gebruiken om virale infecties te bestrijden, wat mogelijk een revolutie teweeg kan brengen in antibacterieel onderzoek.
De studie richt zich op het cyclische oligonucleotide-gebaseerde anti-faag signaleringssysteem (CBASS), een cruciaal aangeboren antiviraal verdedigingsmechanisme in bacteriën. Onderzoekers ontdekten dat CDNs, gesynthetiseerd tijdens CBASS-activering, de assemblage van fosfolipase-effectoren triggeren. Deze effectoren verstoren membranen, waardoor de downstream immuunrespons wordt uitgevoerd.
Door CapE, een representatieve fosfolipase-effector, te onderzoeken, bepaalde het team de structuur ervan in verschillende toestanden met behulp van geavanceerde technieken zoals cryo-elektronenmicroscopie en röntgenkristallografie. De bevindingen onthullen dat CDN-binding een dramatische structurele verandering in CapE veroorzaakt, waardoor de katalytische site wordt blootgelegd en polymerisatie tot filamenten wordt bevorderd. Deze filamenten worden vervolgens actieve platforms voor fosfolipidesplitsing, waardoor de bacteriële immuunrespons snel wordt geactiveerd.
Verdere experimenten bevestigden dat zowel filamentvorming als enzymatische activiteit essentieel zijn voor CBASS-gemedieerde membraanverstoring en geprogrammeerde celdood. Deze ontdekking legt een directe moleculaire link tussen CDN-detectie en effector-activering. Het biedt een uniform model voor hoe CDNs membraan-targeting immuunresponsen triggeren, waarbij filamentvorming wordt benadrukt als een belangrijke strategie voor het reguleren van enzymatische activiteit in diverse immuunsystemen.
Dit onderzoek verdiept niet alleen ons begrip van bacteriële immuniteit, maar opent ook nieuwe mogelijkheden voor het ontwikkelen van nieuwe antibacteriële strategieën. Door het CBASS-systeem of het filamentvormingsproces aan te pakken, kunnen wetenschappers mogelijk nieuwe therapieën creëren om bacteriële infecties te bestrijden, wat hoop biedt in het licht van de groeiende antibioticaresistentie.