Cell Reports：沙雷氏菌中多因子协同的抗噬菌体机制

文摘 2025-01-08 08:02 德国

原文献信息：Cummins, T.; Songra, S.; Garrett, S. R.; Blower, T. R.; Mariano, G. Multi-conflict islands are a widespread trend within Serratia spp. Cell Rep 2024, 43(12), 115055.

摘要：

细菌在“防御岛”或热点区域携带众多抗噬菌体系统。近期研究描绘了这些防御岛在不同物种中的内容和边界，揭示了一些防御岛编码额外因子的情况，包括抗生素抗性基因、应激基因、VI 型分泌系统（T6SS）依赖的效应子和毒力因子。我们的研究在沙雷氏菌属中鉴定出三个防御岛，它们混合包含抗噬菌体系统、毒力因子和不同类型的抗菌模块，揭示了一种广泛存在的共同积累趋势，这种趋势不仅包括 T6SS 依赖的效应子，还延伸到大肠杆菌素和接触依赖性抑制系统。我们进一步报告了四种不同的抗噬菌体系统/亚型的鉴定，包括一种先前未报道的含Toll/白细胞介素（IL）-1 受体（TIR）结构域且具有群体免疫的系统，以及两个利用预测的 T6SS 相关蛋白进行噬菌体防御的基因座。这项研究增进了我们对可被用于噬菌体防御的蛋白质结构域的理解，从而形成了高度多样化的抗噬菌体武器库。

实验结果：

1. 防御岛鉴定：分析粘质沙雷氏菌临床分离株基因组，确定三个保守防御岛，大小与基因组成各异，均含抗噬菌体系统、毒力因子和抗菌蛋白，且各岛倾向积累特定效应子。

2. 防御岛特征分布：

1 号岛边界特定，含特定抗噬菌体系统和类似溶血素的双伴侣分泌系统等。

2 号岛有多种抗噬菌体系统，毒力因子和抗菌模块丰富。

3 号岛抗噬菌体系统多样，边界为 LptG 和 YjiA，含多种冲突系统，在不同肠杆菌属中组织和基因组成不同。

3. 新抗噬菌体系统发现：在 3 号岛发现四个未报道候选系统（SDIC1 - 4），在不同宿主菌中对多种噬菌体有不同程度保护作用。

4. SDIC1 机制：SDIC1A 介导群体免疫抵御噬菌体，与膜电位破坏有关且影响细胞生长，SDIC1B 通过泛素化调节 SDIC1A 活性，减轻其毒性，噬菌体感染时 SDIC1A 泛素化水平改变影响其活性。

5. SDIC4 机制：SDIC4B 在 SDIC4 系统中关键，其 Ig 样折叠结构可能抑制噬菌体吸附，SDIC4 有两种亚型均能降低吸附率，SDIC4 亚型 I 中 SDIC4A 与 SDIC4B 在抑制吸附上有拮抗关系。

文中图表：

微生物生态 iMcro

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