北京
新华社哈尔滨7月31日电（记者杨思琪）在微观世界中，细菌与侵染它的病毒时刻进行着激烈的“攻防战”。哈尔滨工业大学生命科学和医学学部黄志伟教授团队揭示了细菌逆转录子Ec78系统的双重抑制机制，阐明了细菌如何控制体内毒素蛋白，以实现对噬菌体入侵的快速响应。据介绍，这项研究阐明了细菌逆转录子免疫系统存在两道“保险锁”，可以在病毒入侵时实现安全自锁与高效防御的平衡。
这项研究成果于7月31日发表于国际学术期刊《美国科学院院刊》。
如同人类依赖免疫系统抵御病毒，细菌在漫长演化中也构建了多套防御机制。其中，逆转录子是细菌体内重要的免疫系统组成部分。黄志伟团队结合生物化学分析与冷冻电子显微镜技术，对细菌逆转录子Ec78系统开展了深入研究，绘制出该系统在不同状态下的高分辨率结构图像，提出双重抑制工作模型。
当噬菌体入侵时，被感染的细菌会主动选择“自杀”，释放效应蛋白特异性降解自身维持生命所必需的转运RNA，从而阻断病毒复制与传播，牺牲个体以保护细菌群体。然而，这种具有杀伤力的效应蛋白如何实现安全储存又在关键时刻激活，一直未解。
研究发现，在未受威胁的状态下，逆转录子系统内部存在两道“保险锁”。一是体内的能量分子与效应蛋白结合，诱导效应复合物聚合形成抑制性四聚体，锁定其活性；二是系统的抗毒素元件与效应蛋白紧密结合，进一步稳定这一抑制状态，确保毒素不会误伤细菌自身。当噬菌体侵染时，系统会加速能量分子释放，进而引发关键结构的重排，破坏四聚体界面。随着两道“保险锁”相继解锁，效应蛋白解离并恢复高度活性，迅速切割转运RNA，完成“自杀”防御。
黄志伟说，这项研究拓展了人们对病原与宿主相互作用动态原理的认知，为未来开发新型抗菌手段及优化基因编辑技术提供了理论基础与结构依据。（完）
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