Бактерии постоянно сталкиваются с вирусами — бактериофагами. И для защиты от них у них ...
Бактерии постоянно сталкиваются с вирусами — бактериофагами. И для защиты от них у них есть целый арсенал защитных систем, многие из которых по принципу действия удивительно напоминают иммунные механизмы эукариотических клеток. Одна из таких систем — PARIS (Phage Anti-Restriction Induced System). За этим романтичным названием скрывается система обнаружения вероломных преступников. При этом она обнаруживает даже не самого фага, а его защитный белок Ocr, который имитирует ДНК и блокирует некоторые бактериальные системы защиты, в том числе системы рестрикции-модификации и BREX. Получается своеобразная «защита от защиты»: PARIS распознает попытку вируса отключить бактериальный иммунитет. На схеме показано, как устроена эта система. Белки AriA и AriB собираются в крупный комплекс массой около 425 кДа (для сравнения — масса гемоглобина человека ≈ 67 кДа), напоминающий пропеллер. AriA содержит ABC-АТФазный домен и выполняет функцию сенсора, а AriB содержит нуклеазу TOPRIM, которая становится активной после обнаружения вирусной атаки. Артем Исаев, герой нашего нового интервью, и его коллеги с помощью криоэлектронной микроскопии показали, что комплекс состоит из шести молекул AriA и трёх субъединиц AriB. После распознавания Ocr белок AriB высвобождается из комплекса и образует активную нуклеазу, которая разрушает лизиновую тРНК, блокируя синтез белка. В результате рост бактерии останавливается или клетка погибает вместе с заражающим её вирусом. Что именно показано на рисунке? a. Схематично показана интегрированная в геном E. coli сателлитная частица фага P4, несущая гены гены AriA и AriB. b. Показана организация генов PARIS и доменов соответствующих белков. c. Показаны предсказанные с помощью AlphaFold2 структуры AriA и AriB в виде гомодимеров. d. Результаты эксклюзионной хроматографии показывают, что AriA и AriB совместно очищаются и образуют комплекс размером примерно 430 кДа. e. Показаны экспериментально полученные карты электронной плотности комплекса PARIS. Таким образом, PARIS работает как многоступенчатая система: AriA обнаруживает вирусный белок Ocr → AriB высвобождается → активируется нуклеаза → разрушается тРНК → прекращается синтез белка. Статья была опубликована в журнале Nature 7 августа 2024 года. Больше о работе Артема Исаева и его лаборатории — в нашем новом интервью. Проект «Биология в России: люди и открытия» реализуется Биомолекулой при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках инициативы «Десятилетие науки и технологий». Партнером проекта выступила компания BioinnLabs. #Биомолекула_БиологияВРоссии