Peneliti Penn State melaporkan pertahanan bakteri yang memanfaatkan ulang DNA virus laten: enzim rekombinase bernama PinQ membalikkan segmen genom untuk menghasilkan protein pelindung yang memblokir infeksi, pekerjaan yang dijelaskan dalam Nucleic Acids Research.
Para ilmuwan lama menduga bahwa virus "fosil" yang tertanam dalam genom bakteri dapat memengaruhi bagaimana mikroba menangkis penyerbu baru. Tim yang dipimpin Penn State kini merinci bagaimana salah satu sistem tersebut bekerja dan bagaimana hal itu dapat menginformasikan antivirus masa depan. (psu.edu)
- Apa yang ditemukan studi Tim memeriksa profag kriptik—virus kuno dan tidak aktif yang bersarang dalam DNA bakteri—dan mengidentifikasi pertahanan di Escherichia coli yang dipicu oleh enzim PinQ. Saat serangan fage mengintai, PinQ membalikkan segmen 1.797 pasang basa dalam profag kriptik terpisah, menghasilkan protein kimera yang memblokir fage T2 dari menempel pada permukaan sel, langkah pertama krusial infeksi. Makalah yang ditinjau sejawat mengidentifikasi StfE2 sebagai inhibitor utama (dengan kontribusi StfP2) dan memetakan bagaimana protein ini mengganggu adhesin T2, Gp38, pada reseptor membran luar OmpF dan FadL. (academic.oup.com)
"Antibiotik gagal, dan pengganti yang paling mungkin adalah virus itu sendiri," kata Thomas K. Wood, profesor teknik kimia di Penn State, yang memimpin penelitian, menambahkan bahwa memahami pertahanan anti-fage bakteri sangat penting sebelum fage terapeutik dapat digunakan secara luas. (psu.edu)
Bagaimana mereka mengujinya
Dalam uji laboratorium, peneliti memproduksi berlebih protein yang berasal dari inversi di E. coli dan menantang bakteri dengan T2. Pengukuran keburaman menunjukkan aktivitas fage yang berkurang, dan dalam eksperimen evolusi terarah selama delapan pasase, T2 melarikan diri terutama melalui mutasi di gp38, konsisten dengan mekanisme pemblokiran adsorpsi. Pemodelan komputasional mendukung bagaimana StfE2 dapat mengganggu interaksi Gp38 dengan OmpF dan FadL, selaras dengan data eksperimental. (psu.edu)Mengapa penting
Meskipun rekombinase telah dicatat dekat lokus pertahanan bakteri, penulis melaporkan ini sebagai demonstrasi pertama bahwa rekombinase secara langsung mengaktifkan pertahanan anti-fage dengan membalikkan DNA untuk menghasilkan protein antivirus. Di luar biologi dasar, pekerjaan ini dapat menginformasikan alternatif berbasis fage untuk beberapa penggunaan antibiotik dan membantu mengoptimalkan proses fermentasi industri seperti yogurt dan keju. (psu.edu)Publikasi, penulis, dan dukungan
Studi, "Adsorption of phage T2 is inhibited due to inversion of cryptic prophage DNA by the serine recombinase PinQ," diterbitkan di Nucleic Acids Research (Volume 53, Issue 19; DOI: 10.1093/nar/gkaf1041). Penulis termasuk Joy Kirigo; Daniel Huelgas‑Méndez; Rodolfo García‑Contreras; María Tomás; Michael J Benedik; dan Thomas K. Wood. Pendanaan berasal dari Endowment Biotecnologi, Universitas Nasional Otonom Meksiko, dan Sekretariat Sains, Humaniora, Teknologi dan Inovasi. (academic.oup.com)Apa selanjutnya
Menurut Penn State, tim berencana menyelidiki potensi antivirus di delapan profag tambahan yang sekarang sedang dipelajari di laboratorium. (psu.edu)
