2023年10月2日我所崔勝研究團隊在Nature雜志在線發表了題為“Nucleic acid-triggered NADase activation of a short prokaryotic Argonaute”的論文。

天然抗病毒免疫系統長期以來被認為是真核細胞專有。最近的研究表明，細菌或古菌也具有天然免疫系統，能保護原核生物免受噬菌體感染，因此，揭示原核生物的抗病毒天然免疫機制有助于理解高等生物抗病毒免疫的起源和進化。Argonaute (Ago) 蛋白不但存在于真核生物，還廣泛存在于細菌和古菌中。真核Ago（eAgo）蛋白參與RNA干擾、基因表達調控以及病毒防御。原核Ago（pAgo）分為長-pAgo和短-pAgo兩類。長-pAgo和eAgo功能相似，但短-pAgo的作用機制未知，是國際科學競爭的熱點。崔勝團隊利用冷凍電鏡技術，酶學和生物化學方法，解析了一類原核生物短-pAgo未激活狀態異元二聚體結構，結合引導RNA和靶DNA的四元復合物結構，處于兩種構象狀態下同源二聚體結構，以及激活狀態的同源四聚體結構，并通過體外大量的生化實驗揭示了原核生物短-pAgo的在外源核酸入侵下激活宿主抗病毒免疫防御的分子機制。這些研究結果為新型基因編輯技術，基因檢測技術以及藥物研發提供了重要理論支持。

圖.原核生物短Ago不同構象的冷凍電鏡結構

該研究工作得到中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程(2021-I2M-1-037)、國家自然科學基金(81971985，82272308，81572005 )等項目的資助。中國醫學科學院病原生物學研究所崔勝研究員和中國科學院物理研究所丁瑋和朱洪濤研究員為論文共同通訊作者，中國醫學科學院病原生物學研究所高小攀副研究員，中國科學院物理研究所尚坤，中國醫學科學院病原生物學研究所博士后朱凱祥,碩士生王臨岳為論文共同第一作者。