北京
近日，華中農業大學動物科學技術學院、動物醫學院陶攀教授團隊在Nature Communications發表題為 “Periplasmic gatekeeping of phage DNA entry by an rSAM enzyme matured effector with HxS repeats” 的研究論文。該研究發現了一種新型細菌抗噬菌體防御系統HXS，揭示了細菌可通過自由基S-腺苷甲硫氨酸酶（rSAM）介導效應蛋白成熟加工，并在細菌周質間隙抑制噬菌體DNA注入宿主的新機制。
噬菌體是能感染并裂解細菌的天然病毒，被認為是應對細菌耐藥性危機的重要工具。然而，細菌在長期進化過程中形成了復雜多樣的抗噬菌體防御系統，是開發高效噬菌體產品、防控耐藥菌的主要障礙。已報道的細菌防御系統主要在噬菌體DNA進入細胞后，通過降解噬菌體核酸或誘導感染中止等方式發揮抗噬菌體作用。相比之下，針對噬菌體基因組DNA注入過程的細菌內源性防御機制此前尚不清楚。
本研究在大腸桿菌中鑒定出一種具有廣譜抗噬菌體活性的新型防御系統HXS，在測試的113株噬菌體中可防御110株。該系統由HxsA、HxsB、HxsC和HxsD四個蛋白組成，其中HxsB和HxsC屬于rSAM 酶家族，HxsA 含有5個高度保守的His-Xaa-Ser（HxS）重復結構。
機制研究表明，HxsB、HxsC 和HxsD協同參與HxsA的成熟加工，包括N端切割以及特定位點的共價修飾。成熟后的HxsA被轉運至細菌周質空間，抑制噬菌體基因組進入宿主細胞。
該研究發現了首個靶向噬菌體基因組注入這一最早期環節的細菌內源性防御系統，提出了細菌周質門控防御噬菌體感染的新范式。該發現不僅豐富了細菌抗噬菌體防御系統的理論體系，也為設計能夠突破“入口攔截”屏障的高效噬菌體產品提供了理論指導。
博士后李夢玲、已畢業博士生孫二超為論文共同第一作者，陶攀教授為論文通訊作者。該研究得到生豬數智育種與疫病防控學科突破先導項目、中央高校基礎科研基金、國家自然科學基金、學院筑峰計劃等項目支持。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-70567-0
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