2023年10月2日我所崔勝研究團(tuán)隊(duì)在Nature雜志在線發(fā)表了題為“Nucleic acid-triggered NADase activation of a short prokaryotic Argonaute”的論文。

天然抗病毒免疫系統(tǒng)長期以來被認(rèn)為是真核細(xì)胞專有。最近的研究表明，細(xì)菌或古菌也具有天然免疫系統(tǒng)，能保護(hù)原核生物免受噬菌體感染，因此，揭示原核生物的抗病毒天然免疫機(jī)制有助于理解高等生物抗病毒免疫的起源和進(jìn)化。Argonaute (Ago) 蛋白不但存在于真核生物，還廣泛存在于細(xì)菌和古菌中。真核Ago（eAgo）蛋白參與RNA干擾、基因表達(dá)調(diào)控以及病毒防御。原核Ago（pAgo）分為長-pAgo和短-pAgo兩類。長-pAgo和eAgo功能相似，但短-pAgo的作用機(jī)制未知，是國際科學(xué)競爭的熱點(diǎn)。崔勝團(tuán)隊(duì)利用冷凍電鏡技術(shù)，酶學(xué)和生物化學(xué)方法，解析了一類原核生物短-pAgo未激活狀態(tài)異元二聚體結(jié)構(gòu)，結(jié)合引導(dǎo)RNA和靶DNA的四元復(fù)合物結(jié)構(gòu)，處于兩種構(gòu)象狀態(tài)下同源二聚體結(jié)構(gòu)，以及激活狀態(tài)的同源四聚體結(jié)構(gòu)，并通過體外大量的生化實(shí)驗(yàn)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機(jī)制。這些研究結(jié)果為新型基因編輯技術(shù)，基因檢測技術(shù)以及藥物研發(fā)提供了重要理論支持。

圖.原核生物短Ago不同構(gòu)象的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)

該研究工作得到中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程(2021-I2M-1-037)、國家自然科學(xué)基金(81971985，82272308，81572005 )等項(xiàng)目的資助。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原生物學(xué)研究所崔勝研究員和中國科學(xué)院物理研究所丁瑋和朱洪濤研究員為論文共同通訊作者，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原生物學(xué)研究所高小攀副研究員，中國科學(xué)院物理研究所尚坤，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原生物學(xué)研究所博士后朱凱祥,碩士生王臨岳為論文共同第一作者。