标签：科学 细菌结构 噬菌体 科普 免疫蛋白

     动物免疫系统中的一个关键蛋白质家族出人意料地具有古老的起源。gasdermins 成孔蛋白是一组介导细胞死亡以抵御病毒和其他病原体免疫蛋白，以前仅被认为存在于复杂的多细胞生命中，比如动物和真菌中。但新研究其实在细菌中也存在类似的免疫蛋白。

     两年前，FNS研究小组在真菌中发现了gasdermins。在此之前，这些蛋白质只在动物身上发现。微生物科学研究院的微生物遗传学家分析了数千个参与病毒防御噬菌体的细菌基因序列。他们发现当噬菌体侵入大肠杆菌时，细菌内部便会产生免受噬菌体的侵害的免疫蛋白，这表明原核和真核基因不仅看起来相似，而且在病毒防御中的表现也相似。

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     哈佛医学院相关研究人员曾使用 X 射线晶体学确定了所得蛋白质的原子结构。通过研究发现，细菌蛋白非常明显是一种 gasdermin，”它具有被称为β链的曲折氨基酸的独特蛋白质核心，以及gasdermin的整体蛋白质结构。

       Kranzusch 将典型的人类 gasdermin 描述为一个两级弹头，由两半裂开，以休眠状态漂浮在细胞周围。当病毒或其他病原体侵入真核生物时，蛋白质在两个叶之间被蛋白酶切割，从而有效地释放活性叶。它抓住其他gasdermins的其他活动叶，形成嵌入细胞膜的环状结构。由此产生的孔导致细胞泄漏其细胞内容物并死亡。但在动物中，非活动叶是蛋白质的很大一半。在细菌中，研究人员发现没有不活跃的“裂片”。相反，只有少数氨基酸锁定在活动叶上。    

      科学家们通过多年来对细菌基因组的研究，在gasdermin基因附近发现了蛋白酶基因。为了测试细菌是否确实使用这些蛋白酶来切割它们的gasdermins，他们诱导大肠杆菌在有或没有相关蛋白酶的情况下制造gasdermin 免疫蛋白。只有当细菌同时表达 gasdermin和活性蛋白酶时，它们才能抵御随后的病毒攻击。

      费城宾夕法尼亚大学的微生物免疫学家 Igor Brodsky 说，这一发现“从根本上是开创性的”。“它揭示了这些蛋白质的古老进化功能可能是处理细菌中的病毒防御。” 他说，未来研究的一个明确目标是确定当噬菌体入侵细菌时蛋白酶激活gasdermin的线索是什么。

     随着研究人员对越来越多的细菌基因组进行测序，他们正在阐明真核和原核病毒防御系统之间的许多联系。很明显，人类先天免疫和细菌噬菌体防御之间存在这种联系。

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