崔胜团队在原核生物抗病毒免疫防御机制领域取得新进展

2023年10月2日我所崔胜研究团队在Nature杂志在线发表了题为“Nucleic acid-triggered NADase activation of a short prokaryotic Argonaute”的论文。

天然抗病毒免疫系统长期以来被认为是真核细胞专有。最近的研究表明，细菌或古菌也具有天然免疫系统，能保护原核生物免受噬菌体感染，因此，揭示原核生物的抗病毒天然免疫机制有助于理解高等生物抗病毒免疫的起源和进化。Argonaute (Ago) 蛋白不但存在于真核生物，还广泛存在于细菌和古菌中。真核Ago（eAgo）蛋白参与RNA干扰、基因表达调控以及病毒防御。原核Ago（pAgo）分为长-pAgo和短-pAgo两类。长-pAgo和eAgo功能相似，但短-pAgo的作用机制未知，是国际科学竞争的热点。崔胜团队利用冷冻电镜技术，酶学和生物化学方法，解析了一类原核生物短-pAgo未激活状态异元二聚体结构，结合引导RNA和靶DNA的四元复合物结构，处于两种构象状态下同源二聚体结构，以及激活状态的同源四聚体结构，并通过体外大量的生化实验揭示了原核生物短-pAgo的在外源核酸入侵下激活宿主抗病毒免疫防御的分子机制。这些研究结果为新型基因编辑技术，基因检测技术以及药物研发提供了重要理论支持。

图.原核生物短Ago不同构象的冷冻电镜结构

该研究工作得到中国医学科学院医学与健康科技创新工程(2021-I2M-1-037)、国家自然科学基金(81971985，82272308，81572005 )等项目的资助。中国医学科学院病原生物学研究所崔胜研究员和中国科学院物理研究所丁玮和朱洪涛研究员为论文共同通讯作者，中国医学科学院病原生物学研究所高小攀副研究员，中国科学院物理研究所尚坤，中国医学科学院病原生物学研究所博士后朱凯祥,硕士生王临岳为论文共同第一作者。