コレラ菌の永続的な菌株が変化の力から身を守ることを科学者が発見(Persistent Strain of Cholera Defends Itself Against Forces of Change, Scientists Find)

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2024-05-14 テキサス大学オースチン校(UT Austin)

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1961年にインドネシアで発生した致死性のコレラ菌株が現在も広く拡散し、毎年数千人の命を奪っています。テキサス大学オースティン校の研究者たちは、この菌株が他の菌株を凌駕する理由を解明しました。この菌株は独自の免疫システムを持ち、細菌の進化を促すプラスミドを破壊して自らを保護しています。この防御システムは、CRISPR技術に似ており、新たな治療法や予防法の開発に役立つ可能性があります。研究者たちは、この防御システムをターゲットにすることで、菌株を脆弱にしたり、細菌自身の免疫システムを利用して菌株を破壊する方法を提案しています。

<関連情報>

DdmDE細菌防御システムによるプラスミド標的化と破壊 Plasmid targeting and destruction by the DdmDE bacterial defence system

Jack P. K. Bravo,Delisa A. Ramos,Rodrigo Fregoso Ocampo,Caiden Ingram & David W. Taylor
Nature  Published:13 May 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-024-07515-9

We are providing an unedited version of this manuscript to give early access to its findings. Before final publication, the manuscript will undergo further editing. Please note there may be errors present which affect the content, and all legal disclaimers apply.

Abstract

While eukaryotic Argonautes play a pivotal role in post-transcriptional gene regulation through nucleic acid cleavage, some short prokaryotic Argonaute variants (pAgos) rely on auxiliary nuclease factors for efficient foreign DNA degradation (1). Here, we elucidate the activation pathway of the DNA Defense Module DdmDE system, which rapidly eliminates small, multicopy plasmids from Vibrio cholerae Seventh Pandemic Strain (7PET) (2). Through a combination of cryo-EM, biochemistry and in vivo plasmid clearance assays, we demonstrate DdmE is a catalytically inactive, DNA-guided, DNA-targeting pAgo with a distinctive insertion domain. We observe that DdmD transitions from an autoinhibited, dimeric protein to monomers upon loading of single-stranded DNA targets. Furthermore, the complete structure of the DdmDE-guide-target handover complex provides a comprehensive view into how DNA recognition triggers processive plasmid destruction. Our work establishes a mechanistic foundation for how pAgo utilize ancillary factors to achieve plasmid clearance, and provides insights into anti-plasmid immunity in bacteria.

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有機化学・薬学
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