深圳子科生物報(bào)道：新亞利桑那大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究揭示了細(xì)菌對(duì)抗病毒的一種策略的結(jié)構(gòu)和功能：由高度組織化的酶組成的隊(duì)伍來提供快速的免疫反應(yīng)，能夠迅速切碎病毒入侵者的有害DNA。

分子和細(xì)胞生物學(xué)副教授Nancy Horton表示：“這是所謂"世界上最古老的戰(zhàn)爭(zhēng)"的一部分。。。這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)無處不在，從海洋到土壤，再到我們自己的腸道。”

酶是活細(xì)胞中可加速化學(xué)反應(yīng)的蛋白質(zhì)。某些酶可以呈現(xiàn)多種形狀——每種具有不同的功能，并且能在它們之間切換。在這種情況下，一種特定的酶SgrAI的形狀會(huì)緩慢切割侵入性DNA。但是，當(dāng)許多此類酶連接并圍繞在一定長(zhǎng)度的DNA時(shí)，它們會(huì)形成一條纖絲，將DNA切割能力提高200倍。

Horton說：“ SgrAI酶含有兩個(gè)金屬原子，它們必須將它們直接放在要切割DNA的位置旁邊。。。非纖絲形式的酶結(jié)構(gòu)將兩個(gè)金屬原子之一置于錯(cuò)誤的位置。在纖絲結(jié)構(gòu)中，我們看到了酶形狀的變化，將那個(gè)原子推到正確的位置。”

快速的免疫反應(yīng)非常重要，因?yàn)楣艏?xì)菌的病毒（稱為噬菌體）會(huì)在向細(xì)菌細(xì)胞注入自身遺傳物質(zhì)之前附著在細(xì)菌細(xì)胞外部。進(jìn)入細(xì)菌后，噬菌體會(huì)劫持細(xì)菌的復(fù)制機(jī)制以復(fù)制自身。最終，新合成的病毒從被攻陷的細(xì)胞中爆發(fā)，再感染其他細(xì)菌。

“這確實(shí)是基礎(chǔ)研究。必須先了解事物的工作原理。還有許多其他醫(yī)學(xué)上重要的酶都在使用這種機(jī)制。當(dāng)它們不起作用時(shí)，它們與癌癥，自身免疫性疾病，糖尿病等有關(guān)。 -這是細(xì)胞生物學(xué)的基礎(chǔ)?！?/p>

Horton對(duì)能形成纖絲的酶有著更大研究興趣，這些發(fā)現(xiàn)是其中的一部分。

尋找纖絲

纖絲是大約50年前首次發(fā)現(xiàn)的。在1960年代，研究人員使用電鏡——能將電子從其被測(cè)物體上反彈出來而揭示更多比可見光波長(zhǎng)更小的細(xì)節(jié)。但是隨后出現(xiàn)了X射線晶體學(xué)技術(shù)（該技術(shù)導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了DNA的結(jié)構(gòu)），并使研究人員能夠獲得更高分辨率的圖像。 X射線晶體學(xué)在隨后的幾十年里占領(lǐng)了實(shí)驗(yàn)室，而纖絲由于未形成可檢測(cè)的晶體結(jié)構(gòu)而未被發(fā)現(xiàn)。

直到2010年左右，纖絲才被人們重新關(guān)注，包括Horton實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的世界上少數(shù)實(shí)驗(yàn)室開始使用新型的高分辨率電子顯微鏡再次研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

Horton說：“當(dāng)我的實(shí)驗(yàn)室在2010年首次發(fā)表有關(guān)纖絲存在的論文時(shí)，我遇到了很多阻力。” “在發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題的那段時(shí)間，我注意到其他一些實(shí)驗(yàn)室也發(fā)現(xiàn)了它?；仡櫩茖W(xué)文獻(xiàn)之后，我意識(shí)到我們知道這幾十年前發(fā)現(xiàn)的，但是我們卻忘記了。這就是為什么我稱其為復(fù)興——這是一個(gè)重新發(fā)現(xiàn)。但我們不知道纖絲形成的原因和方式。因此，我們最近所做的工作是研究纖絲形成的原因，它們的優(yōu)勢(shì)以及用途。”

本月，Horton在《自然評(píng)論分子與細(xì)胞生物學(xué)》（Nature Reviews Molecular and Cellular Biology）上發(fā)表了關(guān)于獨(dú)立纖絲發(fā)現(xiàn)的回顧，她將它們識(shí)別為同一現(xiàn)象。

她現(xiàn)在是新興的酶絲化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。她正在研究SgrAI和磷酸果糖激酶（一種稱為PFK的人類代謝酶）的纖絲形成的結(jié)構(gòu)和機(jī)制，以了解纖絲形成對(duì)酶活性調(diào)節(jié)的益處。