ペンシルベニア州立大学の研究者らが、休眠状態のウイルスDNAを再利用する細菌の防御機構を報告：PinQと呼ばれる組換え酵素がゲノムの部分を反転させ、感染を阻害する保護タンパク質を生成し、この研究はNucleic Acids Researchに記述されている。
科学者たちは長年、細菌ゲノムに埋め込まれた「化石」ウイルスが微生物が新たな侵入者を防ぐ方法に影響を与える可能性があると疑っていた。ペンシルベニア州立大学主導のチームが今、一つのそんなシステムの仕組みを詳述し、将来の抗ウイルス薬にどのように役立つかを明らかにした。(psu.edu)
- 研究の結果 チームは暗号プロファージ—細菌DNAに巣食う古代で不活性なウイルス—を調べ、Escherichia coliにおけるPinQ酵素によって引き起こされる防御を特定した。ファージ攻撃が迫ると、PinQは別の暗号プロファージ内の1,797塩基対のセグメントを反転させ、キメラタンパク質を生成してT2ファージが細胞表面に付着するのを阻害し、感染の最初の重要なステップをブロックする。査読済みの論文はStfE2を主な阻害剤（StfP2が寄与）と特定し、これらのタンパク質がT2の接着因子Gp38を外膜受容体OmpFおよびFadLでどのように妨害するかをマッピングしている。(academic.oup.com)
「抗生物質は失敗しつつあり、最も可能性の高い代替はウイルスそのものである」と、研究を主導したペンシルベニア州立大学の化学工学教授トーマス・K・ウッド氏は述べ、治療用ファージが広く使用される前に細菌の抗ファージ防御を理解することが不可欠だと付け加えた。(psu.edu)
検証方法
実験室アッセイで、研究者らはE. coliで反転由来のタンパク質を過剰発現させ、T2で細菌を挑戦した。濁度測定によりファージ活性の低下が示され、8回の継代にわたる指向進化実験では、T2は主にgp38の変異により逃避し、吸着阻害機構と一致した。計算モデルはStfE2がGp38のOmpFおよびFadLとの相互作用をどのように乱すかを支持し、実験データと一致した。(psu.edu)意義
組換え酵素は細菌防御ローカス近くで注目されてきたが、著者らはこれを、組換え酵素がDNAを反転させて抗ウイルスタンパク質を生成し、抗ファージ防御を直接活性化する最初のデモンストレーションとして報告している。基礎生物学を超えて、この研究は一部の抗生物質用途に対するファージベースの代替を情報提供し、ヨーグルトやチーズなどの工業発酵プロセスを最適化するのに役立つ可能性がある。(psu.edu)出版、著者、支援
研究「Adsorption of phage T2 is inhibited due to inversion of cryptic prophage DNA by the serine recombinase PinQ」はNucleic Acids Research（第53巻、第19号；DOI: 10.1093/nar/gkaf1041）に掲載された。著者にはJoy Kirigo；Daniel Huelgas‑Méndez；Rodolfo García‑Contreras；María Tomás；Michael J Benedik；およびThomas K. Woodが含まれる。資金はバイオテクノロジー寄付金、メキシコ国立自治大学、および科学・人文・技術・イノベーション省から提供された。(academic.oup.com)次なるステップ
ペンシルベニア州立大学によると、チームは現在ラボで研究中の8つの追加プロファージにおける抗ウイルス可能性を探る計画である。(psu.edu)
