解析革兰氏阴性菌自然转化重组奥秘：DprA 与 ComM 的协同作用

为探究自然转化（NT）中同源重组的分子机制，研究人员以幽门螺杆菌（Helicobacter pylori ）和霍乱弧菌（Vibrio cholerae ）为模型展开研究。发现 DprA 与 ComM 直接相互作用，该作用对招募 ComM 至重组位点促进分支迁移至关重要，推进了对 NT 重组的理解。

　　细菌能够通过自然转化（Natural Transformation，NT）这种水平基因转移方式获得诸如抗生素抗性和毒力等新特性。在这一过程中，细胞从环境中摄取游离 DNA，并通过同源重组（homologous recombination）将其整合到自身基因组中。然而，这一过程的许多分子细节仍未完全明晰。在本研究中，研究人员确定了 ComM 和 DprA 这两种在革兰氏阴性菌自然转化过程中促进同源重组的因子之间存在蛋白质 - 蛋白质相互作用。通过生物信息学、结构建模、细胞生物学检测以及互补遗传学方法，研究人员证明了这种相互作用是 DprA 招募 ComM 至同源重组位点所必需的。自然转化（NT）是细菌物种中水平基因转移的主要方式之一。尽管对 NT 的研究已超 90 年，但重组过程的分子细节仍知之甚少。近期研究表明，ComM 是革兰氏阴性菌中一种特定于 NT 的六聚体解旋酶，可促进重组分支迁移。不过，在 NT 过程中 ComM 如何加载到突触后重组中间体上尚不清楚。另一种在革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中普遍保守的特定于 NT 的重组介质蛋白是 DprA。研究发现，革兰氏阴性菌中的 DprA 同源物包含一个 C 末端翼状螺旋结构域，通过 AlphaFold 预测该结构域可与 ComM 相互作用。以幽门螺杆菌（Helicobacter pylori ）和霍乱弧菌（Vibrio cholerae ）为模型系统，研究人员证实 ComM 与 DprA 的翼状螺旋结构域直接相互作用，且这种相互作用对于 DprA 在 NT 过程中招募 ComM 至重组位点以促进分支迁移至关重要。这些结果推动了人们对这种保守的水平基因转移模式中重组过程的分子理解。此外，还展示了结构建模如何有助于揭示已深入研究的蛋白质之间意外的相互作用，从而为其发挥活性所需的分子协调机制提供深刻见解。