揭示细菌中双酶逆转录子防御系统Ec78的结构与分子机制 | 进展

背景：逆转录子是细菌体内重要的免疫系统组成部分，能利用自身逆转录酶合成RNA-DNA杂交分子（msDNA），并与效应蛋白结合形成防御系统。研究目的：中国科学院物理研究所与天津医科大学合作团队旨在解析细菌防御系统Ec78逆转录子的高分辨率三维结构，并揭示其独特的激活机制。结论：研究团队利用冷冻电镜技术解析了Ec78系统处于抑制状态下的3.0 Å分辨率结构，发现其采用由ATP酶（PtuA）和核酸酶（PtuB）构成的双酶效应器，msDNA像钉子嵌入PtuA凹槽中，与逆转录酶共同将毒素复合物禁锢于非活性状态。研究揭示了系统通过msDNA充当“分子尺”的激活机制：当msDNA因外界因素（如噬菌体酶切）缩短至临界值以下时，会触发毒素释放与激活，导致细菌生长停滞以阻断病毒传播。该成果为基于逆转录子的基因编辑工具和生物传感器开发提供了新思路。