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原核生物的免疫系统:Gabija系统的作用与机制
2024-02-04 09:45  点击:29
 原核生物在面临噬菌体入侵时,演化出了多种免疫系统来保护自己。这些免疫系统在分子生物学领域中产生了重大影响,包括限制性核酸内切酶系统和CRISPR-Cas系统等重要工具。然而,尽管这些系统已被广泛研究和应用,原核生物基因组中仍有许多与免疫相关的基因功能不明。
 
Gabija系统是其中一种被广泛研究的抗噬菌体防御系统。它由GajA和GajB两种蛋白组成,被发现存在于超过15%的已测序细菌和古菌基因组中,显示出其在对抗噬菌体中的重要角色。
 
最近,中国科学院生物物理研究所和深圳湾实验室的研究人员合作发表了一项研究,揭示了Gabija系统的分子机制。他们发现,Gabija复合物是由四个GajA蛋白和四个GajB蛋白组成的八聚体。GajA蛋白形成四聚体,作为复合物的核心组件;而四个GajB蛋白则以单体的形式结合在复合物外周。
 
重要的是,研究显示,只有在GajA和GajB共同存在时,大肠杆菌才能有效抵抗噬菌体的入侵。破坏GajA和GajB的相互作用会显著降低Gabija复合物的抗噬菌体功能。此外,Gabija复合物具有序列特异性的DNA内切酶活性,更倾向于选择环状DNA作为底物。GajB蛋白似乎是细胞能量状态的感受器,通过响应胞内核苷酸的浓度,精确调节GajA蛋白的核酸酶活性。
 
这一研究提供了关于Gabija免疫系统如何发挥抗病毒作用的新见解,为探索宿主抗噬菌体免疫及噬菌体免疫逃逸的相关研究提供了新的方向。此外,Gabija系统也有望为分子生物学工具酶的研发奠定结构和生化基础。
 
总的来说,这项研究不仅增加了我们对原核生物免疫系统的理解,而且为未来的生物技术应用提供了新的可能性。
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