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近日，陳實(shí)/王連榮團(tuán)隊(duì)在《Molecular Cell》發(fā)表了題為“ The Ppl protein senses 3′-hydroxyl DNA overhangs and NTP depletion to halt phage infection"（ DOI:10.1016/j.molcel.2025.11.011）IF:16.6的新研究成果，該研究揭示了細(xì)菌在噬菌體感染過程中依賴單一蛋白進(jìn)行“雙重監(jiān)測(cè)并快速啟動(dòng)防御"的新機(jī)制，為理解細(xì)菌抗噬菌體策略提供了新的理論基礎(chǔ)。
圖1:文獻(xiàn)信息
在本研究的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，由于Gp5.3 蛋白過量表達(dá)而對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒性，所以作者使用了珀羅汀生物提供的PLDK001產(chǎn)品，用于制備有毒性的 Gp5.3 蛋白，為后續(xù)闡明 Ppl 防御系統(tǒng)的激活機(jī)制提供關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)材料，為論文中核心機(jī)制的建立提供了可靠數(shù)據(jù)。
圖2：原文中PLD technology產(chǎn)品信息[1]
噬菌體感染細(xì)菌后，在復(fù)制過程中Gp5.3蛋白會(huì)切割DNA末端產(chǎn)生特征性的3′-OH粘性末端，同時(shí)復(fù)制期間因大量 DNA 合成而快速消耗宿主細(xì)胞的 NTP（包括 ATP、GTP 等）。所以Gp5.3 是這項(xiàng)研究中噬菌體觸發(fā)防御機(jī)制的關(guān)鍵因子，它通過切割 DNA、產(chǎn)生 3′-OH粘性末端，為宿主防御機(jī)制 (Ppl) 提供識(shí)別信號(hào)，如何精準(zhǔn)識(shí)別這些信號(hào)并及時(shí)啟動(dòng)防御，本研究的重要問題。
本研究過程中，發(fā)現(xiàn)Ppl 蛋白能夠同時(shí)感知兩類關(guān)鍵信號(hào)：3′-OH粘性末端和細(xì)胞內(nèi) NTP 水平下降。在檢測(cè)到這些信號(hào)后，Ppl 可迅速觸發(fā)細(xì)菌防御反應(yīng)，從而中止噬菌體的持續(xù)復(fù)制與感染。
在該研究中，研究者不僅考察了宿主防御蛋白 Ppl 的響應(yīng)，還使用珀羅汀生物的無細(xì)胞蛋白表達(dá)系統(tǒng)合成了噬菌體蛋白 Gp5.3 —— 作為“入侵因子"重建入侵過程。Gp5.3 的表達(dá)和純化，使其在體外能夠模擬噬菌體感染時(shí)對(duì) DNA 的切割作用，從而產(chǎn)生3′-OH粘性末端。這一末端結(jié)構(gòu)與 NTP 耗竭共同構(gòu)成觸發(fā)信號(hào)，被 Ppl 識(shí)別，進(jìn)而啟動(dòng)防御機(jī)制，阻斷噬菌體復(fù)制。由此，研究完整地重建了從“入侵 → 信號(hào)→ 偵測(cè) → 防御" 的全過程。
珀羅汀生物很榮幸能夠?yàn)樵摳哂绊懥ρ芯刻峁╆P(guān)鍵實(shí)驗(yàn)材料支持，并將繼續(xù)致力于提供高質(zhì)量的無細(xì)胞蛋白表達(dá)試劑、無細(xì)胞蛋白表達(dá)服務(wù)以及高通量篩選相關(guān)產(chǎn)品，為基礎(chǔ)研究和應(yīng)用創(chuàng)新提供助力。
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