Nature Chemical Biology | 肖易倍/陈美容团队发表新型细菌免疫机制研究成果

近日，中国药科大学肖易倍/陈美容团队在一流期刊Nature Chemical Biology发表最新研究论文: Auto-inhibition and activation of a short Argonaute-associated TIR-APAZ defense system。药学院2021级硕士生郭丽洁、黄平平，博士后李兆星为共同第一作者，药学院肖易倍教授和陈美容副教授为本文共同通讯作者。中国药科大学为唯一通讯单位。

真核Argonaute蛋白通过核酸切割活性参与RNA沉默。相比之下Argonaute在原核生物中更为多样化，然而其功能研究较少。最新研究发现细菌中存在一种由Argonaute和NAD+水解酶TIR组成的新型免疫系统SPARTA，当感应到外源核酸入侵时，SPARTA系统被激活而大量消耗胞内NAD+，启动“自杀”从而保护细菌群体不受感染。然而SPARTA如何被激活，以及细菌如何区分入侵核酸和内源核酸的分子机制尚不清楚。

本研究主要探讨了嗜热Crenotalea thermophila SPARTA系统的免疫机制。研究发现SPARTA系统本身处于自抑制状态以防止细菌自身免疫激活。当Argonaute 感应到与向导RNA互补配对的入侵靶标DNA后，SPARTA自抑制得到释放，引发大量构象变化，最终SPARTA组装成一个四聚体而激活TIR的NAD+水解酶活性。该研究阐明了细菌通过偶联Argonaute蛋白的核酸识别功能和TIR水解NAD的效应作用来抵御外来核酸入侵的分子机制，并进一步发现了参与细菌免疫的原核Argonaute在结构和功能上与之前广泛研究的真核Ago的明显区别，为今后细菌免疫机制及Argonaute的系统研究奠定了理论基础。