噬菌体阿拉伯糖基-羟基-胞嘧啶DNA修饰:逃逸与敏感并存的防御系统博弈新机制

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:Cell Host & Microbe 20.6

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  来自Mahler等的研究团队发现了一种新型噬菌体DNA修饰——5-阿拉伯糖基-羟基-胞嘧啶(5ara-hC),该修饰通过羟基连接阿拉伯糖,并可被噬菌体编码的阿拉伯糖基转移酶(Aat)进一步修饰为双/三重阿拉伯糖基化。这种修饰使噬菌体能够逃逸DNA靶向的CRISPR-Cas和限制性内切酶(RM)系统,但对RNA靶向的CRISPR-Cas和糖基化依赖型RM仍敏感,为理解宿主-噬菌体军备竞赛提供了新视角。

  

噬菌体与宿主的军备竞赛又添新篇章!研究人员发现一类属于Straboviridae家族的噬菌体玩起了"分子变装秀"——它们用5-阿拉伯糖基-羟基-胞嘧啶(5ara-hC)替代普通胞嘧啶,这种修饰就像给DNA穿上阿拉伯糖"迷彩服"。更绝的是,某些噬菌体还自带"装饰大师"阿拉伯糖基-5ara-hC转移酶(Aat),能把单层迷彩升级成双层甚至三层阿拉伯糖盔甲(5ara-ara-hC)。

这套精妙的化学伪装让噬菌体成功骗过了宿主的DNA靶向武器:I型CRISPR-Cas和II型限制性内切酶(RM)都成了"睁眼瞎"。但道高一尺魔高一丈,宿主还有"B计划"——III型和VI型CRISPR-Cas系统通过靶向RNA识破伪装,而"不挑食"的IV型限制酶也能突破糖基化防线。有趣的是,这种阿拉伯糖盔甲反而让噬菌体对某些专门针对葡萄糖化修饰的防御系统产生了"反向免疫力"。

该研究揭示了微生物战争中令人惊叹的分子策略:看似简单的糖基化修饰,竟能同时实现"攻防一体"——既逃逸现有防御,又意外获得新弱点。这些发现为开发新型抗噬菌体疗法和基因编辑工具提供了全新思路。

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