广西大学团队发现分枝杆菌噬菌体突破细菌防御新策略

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近日，《Cell》子刊《Cell Host & Microbe》在线发表了广西大学生命科学与技术学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室何正国教授领衔的合成生物学团队在细菌病毒感染及宿主防御机制研究方面的最新成果，揭示了噬菌体-分枝杆菌之间独特的防御与反防御相互作用新机制，也为未来利用噬菌体防治相关感染性疾病提供了重要线索和新思路。

分枝杆菌代表了一大类重要的放线菌类群，其中最为著名的是引起人类结核病的结核分枝杆菌，目前在全球每年导致近130万人死亡。特别是，结核的耐药问题严重，给当前结核病的防控带来了严峻挑战，迫切需要开发新的防控策略。噬菌体是一类专性猎杀细菌的病毒，是细菌的天敌，具有良好的杀菌活性，而且与抗菌药物的杀菌效果互为补充。目前已有临床试验证实，分枝杆菌噬菌体在治疗相关耐药性感染疾病中具有良好的效果，展现出了光明的应用前景。尽管如此，噬菌体治疗方法与抗生素一样也面临着耐受的问题，迫切需要加强噬菌体-宿主细菌相互作用机制及噬菌体耐受形成机理等方面的研究，以解决相关技术卡点背后的基础科学问题。

已有的研究表明，丝氨酸/苏氨酸激酶(StpK)广泛存在于真核生物和细菌中，通常发挥抗病毒的作用。何正国团队发现分枝杆菌噬菌体TM4能够利用细菌中的StpK逃逸宿主的防御，因此定义了第一个噬菌体宿主因子蛋白激酶，同时在分枝杆菌中鉴定了第一个该类激酶调控的抗噬菌体防御基因岛。该研究表明，在噬菌体感染过程中，TM4显著诱导宿主分枝杆菌细胞内StpK7的表达和磷酸化。活化的StpK7一方面通过磷酸化一个类BREX防御岛中的转录因子抑制其下游靶基因的表达，最终促进了磷脂合成和对噬菌体的吸附;另一方面，StpK7抑制了细菌细胞死亡基因的表达，从而抑制了宿主细菌的流产感染。这两方面的共同作用最终增强噬菌体的感染和复制能力。

(广西大学供图)

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