原核生物在面臨噬菌體入侵時(shí)，演化出了多種免疫系統(tǒng)來保護(hù)自己。這些免疫系統(tǒng)在分子生物學(xué)領(lǐng)域中產(chǎn)生了重大影響，包括限制性核酸內(nèi)切酶系統(tǒng)和CRISPR-Cas系統(tǒng)等重要工具(http://www.weberwork.com/sell/l_5/)。然而，盡管這些系統(tǒng)已被廣泛研究和應(yīng)用，原核生物基因組中仍有許多與免疫相關(guān)的基因功能不明。
Gabija系統(tǒng)是其中一種被廣泛研究的抗噬菌體防御系統(tǒng)。它由GajA和GajB兩種蛋白組成，被發(fā)現(xiàn)存在于超過15%的已測(cè)序細(xì)菌和古菌基因組中，顯示出其在對(duì)抗噬菌體中的重要角色。
最近，中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所和深圳灣實(shí)驗(yàn)室的研究人員合作發(fā)表了一項(xiàng)研究，揭示了Gabija系統(tǒng)的分子機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)，Gabija復(fù)合物是由四個(gè)GajA蛋白和四個(gè)GajB蛋白組成的八聚體。GajA蛋白形成四聚體，作為復(fù)合物的核心組件；而四個(gè)GajB蛋白則以單體的形式結(jié)合在復(fù)合物外周。
重要的是，研究顯示，只有在GajA和GajB共同存在時(shí)，大腸桿菌才能有效抵抗噬菌體的入侵。破壞GajA和GajB的相互作用會(huì)顯著降低Gabija復(fù)合物的抗噬菌體功能。此外，Gabija復(fù)合物具有序列特異性的DNA內(nèi)切酶活性，更傾向于選擇環(huán)狀DNA作為底物。GajB蛋白似乎是細(xì)胞能量狀態(tài)的感受器，通過響應(yīng)胞內(nèi)核苷酸的濃度，精確調(diào)節(jié)GajA蛋白的核酸酶活性。
這一研究提供了關(guān)于Gabija免疫系統(tǒng)如何發(fā)揮抗病毒作用的新見解，為探索宿主抗噬菌體免疫及噬菌體免疫逃逸的相關(guān)研究提供了新的方向。此外，Gabija系統(tǒng)也有望為分子生物學(xué)工具酶的研發(fā)奠定結(jié)構(gòu)和生化基礎(chǔ)。
總的來說，這項(xiàng)研究不僅增加了我們對(duì)原核生物免疫系統(tǒng)的理解，而且為未來的生物技術(shù)應(yīng)用提供了新的可能性。
