Революционное открытие, сделанное совместной исследовательской группой из Института биофизики Китайской академии наук и Пекинского технологического института и опубликованное 8 мая, раскрывает ключевой механизм бактериальной противовирусной защиты. Команда выяснила, как бактерии используют циклические динуклеотиды (CDNs) для борьбы с вирусными инфекциями, что потенциально может революционизировать антибактериальные исследования.
Исследование сосредоточено на системе антифаговой сигнализации на основе циклических олигонуклеотидов (CBASS), важнейшем врожденном механизме противовирусной защиты у бактерий. Исследователи обнаружили, что CDNs, синтезируемые во время активации CBASS, запускают сборку эффекторов фосфолипазы. Эти эффекторы разрушают мембраны, осуществляя последующий иммунный ответ.
Изучив CapE, репрезентативный эффектор фосфолипазы, команда определила его структуру в различных состояниях с использованием передовых методов, таких как криоэлектронная микроскопия и рентгеновская кристаллография. Результаты показывают, что связывание CDN вызывает резкое структурное изменение в CapE, обнажая его каталитический сайт и способствуя полимеризации в филаменты. Затем эти филаменты становятся активными платформами для расщепления фосфолипидов, быстро активируя бактериальный иммунный ответ.
Дальнейшие эксперименты подтвердили, что как формирование филаментов, так и ферментативная активность необходимы для опосредованного CBASS разрушения мембран и запрограммированной гибели клеток. Это открытие устанавливает прямую молекулярную связь между обнаружением CDN и активацией эффектора. Оно предлагает унифицированную модель того, как CDN запускают иммунные ответы, нацеленные на мембраны, подчеркивая формирование филаментов как ключевую стратегию регулирования ферментативной активности в различных иммунных системах.
Это исследование не только углубляет наше понимание бактериального иммунитета, но и открывает новые возможности для разработки новых антибактериальных стратегий. Воздействуя на систему CBASS или процесс формирования филаментов, ученые потенциально могут создать новые методы лечения для борьбы с бактериальными инфекциями, предлагая надежду перед лицом растущей устойчивости к антибиотикам.