Новое исследование раскрывает механизм активации антивирусной системы Thoeris

Учёные из Центра наук о жизни Вильнюсского университета (VU LSC) и Института Вейцмана (Израиль) раскрыли механизм активации эффекторного белка антивирусной защитной системы бактерий Thoeris.

Исследование «Активация антивирусной системы Thoeris через сборку филаментов эффектора SIR2» опубликовано в журнале Nature. Учёные определили структуру ранее неизвестного активного эффектора SIR2 системы Thoeris (названа в честь египетской богини, защищающей роды и плодородие) и предложили механизм его активации.

Помимо известных «ножниц» для генов и геномов — систем рестрикции-модификации и CRISPR-Cas — обнаружено более 100 различных антивирусных защитных систем бактерий. Система Thoeris состоит из сенсорного TIR-белка и эффекторного SIR2-белка.

Когда TIR-сенсор обнаруживает вирусную инфекцию, он синтезирует уникальную малую молекулу-сигнал — gcADPR. Эта молекула распознаётся эффекторным белком SIR2, который начинает разрушать кофактор NAD, необходимый для выживания и размножения бактерии.

Таким образом, заражённая бактерия «сдаётся» — погибает до того, как вирус успевает размножиться, что позволяет выжить соседним бактериям и сохранить популяцию.

До сих пор было неизвестно, как эффектор Thoeris считывает сигнал и активируется. С помощью криогенной электронной микроскопии учёные определили структуру активного эффектора и показали, что при связывании сигнальной молекулы эффектор SIR2 формирует длинный полимерный спиральный филамент. Эта структура стабилизирует активный центр эффектора и обеспечивает эффективное разрушение молекулы NAD.

«Некоторые другие бактериальные антивирусные системы также образуют филаменты, но их биологическое значение до сих пор было неизвестно. Мы показали, что образование филамента помогает обеспечить переключаемый ответ: только при достижении определённого уровня вирусного сигнала активность эффектора включается и приводит к гибели бактерии», — говорит доктор Гедре Тамулайтиене.