Nature︱微观世界的防御战：DRT9逆转录酶的抗病毒新机制

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UG 系统，是否存在类似的防御机制仍然未知。

近日，来自美国哥伦比亚大学的 Samuel H. Sternberg 团队在 Nature 上在线发表题为 Protein-primed homopolymer synthesis by an antiviral reverse transcriptase 的文章， 聚焦于 DRT9 系统，发现 其 虽然 与 DRT2 系统在进化树上位置相近且遗传结构相似，但具有一种 前所未有的 DNA 同源多聚物合成 机制 ， 揭示了一种新的核酸驱动的防御系统， 不仅为细菌免疫系统的研究提供了新的视角，也为逆转录酶的功能和进化研究开辟了新的方向。

DRT9 系统编码一个 RT 基因和一个上游 ncRNA ，偶尔与含有 SLATT 结构域的蛋白质 相关。本文研究人员 利用基因合成技术构建了 10 个多样化的 DRT9 系统，并在大肠杆菌中表达这些系统，随后评估了它们对多种噬菌体的抗病毒活性。实验发现， DRT9 系统能够保护宿主细胞免受特定噬菌体的侵染，且这种保护作用依赖于 DRT 的催化活性。 RNA 免疫沉淀 （ RIP ） 和 cDNA 免疫沉淀 （ cDIP ） 测序实验显示， DRT9 系统在噬菌体感染时并未产生与 ncRNA 对应的 cDNA 产物，而是产生了大量未映射的读数，这些读数主要包含 poly-dT 和 poly- dA 的长链序列。这一发现表明 DRT9 系统在噬菌体感染时能够合成 DNA 同源多聚物，且这一过程依赖于 DRT 的催化活性。随后的实验也证实了 poly- dA 和 poly-dT 在噬菌体感染的细胞中的积累，并证实噬菌体感染触发 DRT9 免疫系统合成 poly- dA ，而 poly-dT 可能来自 RT 本身或另一种 DNA 聚合酶的低水平第二链合成。

那么，逆转录酶是如何合成几乎完全由腺苷核苷酸组成的千碱基长度的聚合物的呢？ 研究人员 对 DRT9 ncRNA 的序列和二级结构进行分析，发现其含有一个高度保守的尿嘧啶 （ U ） 富集区域，该区域类似于 DRT2 ncRNA 的逆转录起始位点。对 ncRNA 的多个茎环结构 （ SL ） 区域进行会显著降低 DRT9 的抗病毒活性，对 U 富集区域的关键残基进行单核苷酸替换也会严重影响抗病毒活性。这些实验结果证实， DRT9 ncRNA 中的

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