8月23日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王曉雪團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國(guó)哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Matthew K. Waldor團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)了溫和噬菌體編碼的新穎的三組分毒素-抗毒素系統(tǒng)，并解析了這一系統(tǒng)在溫和噬菌體溶原裂解轉(zhuǎn)化和噬菌體防御方面的雙重功能。相關(guān)研究成果以Control of lysogeny and antiphage defense by a prophage-encoded kinase-phosphatase module為題，在線發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。微生物世界中，噬菌體（感染細(xì)菌的病毒）與宿主之間的相互作用是生物學(xué)研究的熱點(diǎn)。絲狀噬菌體廣泛存在于自然界中，可以侵染細(xì)菌和古菌宿主。假單胞菌屬的Pf絲狀噬菌體在生物膜形成和毒力中發(fā)揮重要作用。然而，Pf原噬菌體在生物膜中激活的機(jī)制尚不清楚。研究這些復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程對(duì)于尋找新的治療策略、剖析絲狀噬菌體的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)功能具有重要意義。該研究報(bào)道了銅綠假單胞菌中的絲狀溫和噬菌體攜帶的三組分毒素-抗毒素系統(tǒng)KKP的雙重功能。通常，原噬菌體誘導(dǎo)通過(guò)控制噬菌體阻遏蛋白活性進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，宿主因子對(duì)阻遏蛋白的特異性切割使其失活以激活噬菌體的裂解途徑。毒素KK的其中一個(gè)靶標(biāo)是宿主的擬核結(jié)合蛋白MvaU。KKP通過(guò)激酶和磷酸酶活性之間的平衡來(lái)控制MvaU的磷酸化水平，從而調(diào)控絲狀噬菌體的溶原-裂解轉(zhuǎn)化及噬菌體顆粒的產(chǎn)生。進(jìn)而，研究發(fā)現(xiàn)，抗毒素活性被烈性噬菌體的復(fù)制蛋白抑制，激活毒素KK活性，抑制烈性噬菌體的繁殖。研究顯示，KKP將毒素-抗毒素系統(tǒng)引入到宿主-噬菌體相互作用的模型，作為控制溫和噬菌體裂解的開(kāi)關(guān)和烈性噬菌體入侵的盾牌，通過(guò)可逆翻譯后修飾發(fā)揮功能，位于環(huán)境信號(hào)、噬菌體復(fù)制和宿主生理狀態(tài)的交匯中心。KKP基因簇在超過(guò)1000種不同的溫和原噬菌體中存在。KKP代表了基于磷酸化的溫和噬體激活和防御噬菌體機(jī)制，揭示了毒素-抗毒素系統(tǒng)是自然界溫和噬菌體和烈性噬菌體兩大類噬菌體之間競(jìng)爭(zhēng)的籌碼。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃以及廣東省等的支持。KKP控制溫和噬菌體的溶原裂解轉(zhuǎn)化和抵抗烈性噬菌體入侵的機(jī)制