科学家发现由DNA启动细菌毒素的逆转录子——ScienceDaily

Gladstone Institutes的科学家描述了一种不同寻常的细菌抗病毒防御机制：VI型逆转录子在噬菌体感染后会急剧增加单链DNA的产生，最终激活毒素合成。受感染的细菌会死亡，这应能阻止病毒复制并传播到邻近细胞，ScienceDaily报道。

DNA并非抑制毒素，而是将其开启

逆转录子是能够对特定病毒感染作出反应的分子系统。在此前研究的逆转录子中，有毒蛋白已存在于未感染细胞内，而短单链DNA片段会抑制其作用。当噬菌体扰乱这一系统时，毒素被激活，细菌随之死亡。

在VI型逆转录子中，事件顺序有所不同。研究人员在健康细菌中仅发现痕量单链DNA，且未检测到明显数量的毒素。噬菌体进入后，DNA产生显著增加。它与此前阻断有毒蛋白形成的RNA相互作用，并解除这一限制。

研究人员称，这种毒素是一种非常小的蛋白质，会嵌入细菌细胞膜并破坏其稳定性。由此，该系统会启动受感染细胞的死亡。

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这一机制如何被发现

起初，科学家认为VI型逆转录子可能没有功能，因为标准方法未能检测到逆转录子特有的单链DNA。与此同时，实验显示，拥有此类系统的细菌能够抵御噬菌体。

为寻找DNA，团队采用了Spacer-seq方法，该方法由该研究资深作者塞思·希普曼的实验室开发。该方法利用细菌CRISPR-Cas免疫系统的组成部分记录细胞内的分子活动。它使研究人员能够检测到未感染细胞中DNA产生的低基础水平，以及感染后其显著增强。

这项研究发表在《Molecular Cell》期刊上。作者还在研究是否可以利用这一自然机制来开发合成分子传感器、基因活性开关或新的抗微生物方法。这类应用目前仍处于研究阶段。