中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點實驗室王曉雪團(tuán)隊與美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Matthew K. Waldor團(tuán)隊合作，在《自然-通訊(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)》（Nature Communications）上發(fā)表了題為《由原噬菌體編碼的激酶-磷酸酶模塊控制溶原性和抗噬菌體防御》的研究成果。該研究揭示了一種新穎的三組分毒素-抗毒素系統(tǒng)KKP在溫和噬菌體中的雙重功能，即控制溶原-裂解轉(zhuǎn)換和防御烈性噬菌體的入侵。

 

   研究背景

 

在微生物生態(tài)系統(tǒng)中，噬菌體與宿主之間的相互作用是研究的重點之一。溫和噬菌體能夠在宿主細(xì)胞中進(jìn)入一種非活躍狀態(tài)（溶原態(tài)），而烈性噬菌體則會導(dǎo)致宿主細(xì)胞裂解。了解這些過程對于開發(fā)新的治療策略和理解噬菌體生物學(xué)功能至關(guān)重要。

 

  主要發(fā)現(xiàn)

 

研究人員在銅綠假單胞菌中發(fā)現(xiàn)了一種攜帶三組分毒素-抗毒素系統(tǒng)KKP的絲狀溫和噬菌體。該系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)宿主蛋白MvaU的磷酸化水平，控制噬菌體從溶原態(tài)向裂解態(tài)的轉(zhuǎn)變，并影響噬菌體顆粒的產(chǎn)生。當(dāng)烈性噬菌體入侵時，其復(fù)制蛋白會抑制抗毒素活性，從而激活毒素KK，阻止烈性噬菌體的繁殖。

 

   機(jī)制解析

 

- **控制溶原性**：KKP系統(tǒng)通過激酶和磷酸酶活性間的平衡，調(diào)控MvaU蛋白的磷酸化狀態(tài)，進(jìn)而影響噬菌體的生命周期。

- **抗噬菌體防御**：當(dāng)面對烈性噬菌體的攻擊時，KKP系統(tǒng)作為防御機(jī)制，通過抑制抗毒素活性來激活毒素KK，從而抑制入侵噬菌體的復(fù)制。

 

   意義與應(yīng)用

 

KKP系統(tǒng)作為溫和噬菌體與烈性噬菌體之間競爭的機(jī)制，揭示了毒素-抗毒素系統(tǒng)在微生物世界中的重要角色。這一發(fā)現(xiàn)不僅增進(jìn)了我們對噬菌體生物學(xué)的理解，還可能為開發(fā)新型抗生素替代品提供理論依據(jù)，尤其是在應(yīng)對由多重耐藥菌引起的感染方面。

 

本研究獲得了國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃以及廣東省等機(jī)構(gòu)的支持。