在最新的研究中，立陶宛维尔纽斯大学与以色列魏兹曼科学研究院的科学家成功解析了细菌抗病毒防御系统Thoeris中未知的活性效应蛋白SIR2的三维结构，并提出了一种激活机制。这一重大发现于2024年2月21日在《Nature》期刊上在线发表。
除了广为人知的限制-修饰系统和CRISPR-Cas系统外，科学家们还发现了100多种不同的细菌抗病毒防御系统。维尔纽斯大学的研究团队专注于Thoeris系统，该系统由TIR传感蛋白和SIR2效应蛋白组成。
当TIR传感蛋白检测到病毒感染时，它会发出信号并合成一种名为gcADPR的独特小分子。这种分子被Thoeris系统中的SIR2效应蛋白识别，随后SIR2开始降解细菌生存和增殖所必需的辅因子NAD。这一过程导致受感染的细菌在病毒复制前死亡，从而保护了周围细菌的生存。
然而，之前科学家们并不清楚SIR2效应蛋白是如何读取信息并启动其活性的。在这项研究中，科学家们利用低温电镜测定了SIR2的结构，并发现当它与TIR传感蛋白产生的分子结合时，SIR2会形成长长的聚合物螺旋丝。这种结构稳定了SIR2的活性中心，确保了NAD分子的有效降解。
维尔纽斯大学的Giedrė Tamulaitienė博士表示：“虽然其他一些细菌抗病毒系统也会形成丝状结构，但它们的生物学意义一直是个谜。我们的研究证实，这种丝状结构的形成有助于启动一种类似开关的反应：只有当病毒信号达到一定水平时，SIR2效应蛋白的活性才会被激活，导致细菌死亡。”
这一发现为深入了解细菌抗病毒机制提供了新的视角，并可能为未来的抗病毒药物开发提供关键线索。
