近日，98堂
动物科学技术98堂、动物医98堂陶攀教授团队在细菌抗噬菌体防御机制研究方面取得新进展。相关成果以“Classification of Sir2-HerA systems reveals a multilayered regulatory cascade gating the type III antiphage activity”为题，发表于国际学术期刊《Nucleic Acids Research》。该研究对大肠杆菌Sir2-HerA防御系统进行了系统分类，并揭示了III型Sir2-HerA系统感知噬菌体入侵及调控抗噬菌体活性的分子机制。
噬菌体是专门感染细菌的病毒，为抵御噬菌体入侵，细菌进化出了多种防御系统，其中流产感染系统通过诱导被感染细胞死亡来阻止噬菌体增殖。然而，这类系统一旦被错误激活，也可能对未感染细胞造成损伤。因此，细菌如何准确识别噬菌体入侵并严格调控毒性效应，是细菌抗病毒免疫领域的重要科学问题。
Sir2-HerA是一类由Sir2和HerA组成的双蛋白抗噬菌体防御系统。研究团队通过基因组挖掘和功能鉴定，将其分为Nezha、Sir2-HerA I、II和III四种亚型，其中III型系统表现出较强的防御能力和较广的防御范围。聚焦III型Sir2-HerA系统，本研究鉴定了其识别的噬菌体信号：T7噬菌体单链DNA结合蛋白Gp2.5和RecBCD抑制蛋白Gp5.9。研究发现，在未感染状态下，Sir2与HerA形成复合物并抑制HerA的DNA切口酶活性。当T7噬菌体入侵时，Gp2.5作为一级信号激活Sir2-HerA Ⅲ的切口酶活性和NAD酶活性，此时NAD酶活性仍处于被ATP抑制的相对温和水平。切口酶活性产生的大量ssDNA作为二级信号进一步激活Sir2-HerA Ⅲ的ATP酶活性，ATP含量降低，解除对NAD酶的抑制。此时ATP作为门控和放大器，将原本温和水平的NAD酶活性激活推升为不可逆的快速NAD⁺耗竭，最终导致细胞流产感染死亡。
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动物科学技术98堂、动物医98堂博士研究生张学琪为论文第一作者，陶攀教授为论文通讯作者。98堂-98色花堂
生命科学技术98堂邹婷婷教授，中国药科大学陈美容教授参与研究。该研究获得国家自然科学基金、生猪数智育种与疫病防控学科突破先导项目、中央高校基础科研基金、98堂筑峰计划等项目资助。
审核人：陶攀
