Mewn celloedd ewcaryotig, mae kinases protein serine / threonine (StpKs) yn chwarae rhan bwysig wrth gyfyngu ar heintiau firaol. Mae StpKs fel arfer yn cael eu hactifadu yn ystod heintiad ac yn atal mynegiant genynnau wrth wraidd atgynhyrchu firaol.
Ar Awst 10, 2023, cyhoeddodd tîm He Zhengguo ym Mhrifysgol Guangxi (gyda Li Xiaohui fel yr awdur cyntaf) erthygl ar-lein o'r enw "Mae mycobacterial phage TM4 yn gofyn am kinase protein Ser/Thr tebyg i ewcaryotig i dawelu a dianc rhag imiwnedd gwrth-phage", a adroddodd fod angen StpK7 tebyg i ewcaryotig wedi'i amgodio gan MSMEG_1200 er mwyn i Mycobacterium pubescens TM4 ddianc rhag amddiffyniad bacteriol yn Mycobacterium pubescens.
Mae StpK7 wedi'i leoli yn yr ynys genynnau MSMEG_1191MSMEG_1200 ac mae'n cynnwys genynnau ymwrthedd phage lluosog sy'n debyg i system ymwrthedd ffag BREX (gwrthodiad phage). mae stpK7 yn rheoleiddio mynegiant yr ynys genynnau hon yn negyddol. Ar haint phage TM4, mae StpK7 yn cael ei gymell i ffosfforyleiddio'r rheolydd trawsgrifio MSMEG_1198 yn uniongyrchol ac atal ei weithgarwch rheoleiddio cadarnhaol, a thrwy hynny leihau mynegiant nifer o enynnau i lawr yr afon yn yr ynys genynnau tebyg i BREX. Dangosodd dadansoddiad pellach fod y genynnau yn yr ynys gwrth-phage hon yn chwarae rhan reoleiddiol allweddol yn hemostasis lipid Mycobacterium ac arsugniad phage. Yn gyffredinol, mae'r gwaith hwn yn nodweddu rhwydwaith rheoleiddio a yrrir gan StpK7 sy'n cael ei ecsbloetio gan phage TM4 i osgoi amddiffynfeydd gwesteiwr yn erbyn Mycobacterium.
Mae Mycobacteria yn perthyn i grŵp mawr o actinomysetau Gram-positif, a'r mwyaf adnabyddus yw pathogenau dynol sy'n tyfu'n araf, gan gynnwys Mycobacterium tuberculosis, sy'n achosi twbercwlosis dynol, a Mycobacterium leprae, sy'n achosi'r gwahanglwyf. Mae hefyd yn cynnwys Mycobacterium pubescens, bacterium putrefactive nad yw'n wenwynig sy'n tyfu'n gymharol gyflym. Mae'r system CRISPR-CAS wedi'i nodweddu mewn rhywogaethau Mycobacterium ac wedi dangos ymwrthedd i drawsnewid gan plasmidau tramor. Yn ogystal, mae genom Mycobacterium yn amgodio nifer o imiwnedd cynhenid systemau, megis systemau addasu cyfyngiadau a systemau tocsin-antitocsin. Fodd bynnag, nid yw swyddogaeth amddiffyn y systemau imiwnedd cynhenid hyn yn erbyn phages wedi'i disgrifio. Yn ddiddorol, yn Mycobacterium pubescens, gall synthesis a lleoleiddio glycolipidau a ffosffolipidau newid gallu arsugniad phage, a gall mwtaniadau mewn genynnau cysylltiedig effeithio ar ymwrthedd bacteriol i phages. Yn Mycobacterium abscessus, roedd straenau â morffoleg cytref llyfn a achoswyd gan fwtaniadau yn y genynnau yn dangos ymwrthedd ffage cryfach. Felly, mae cysylltiad agos rhwng rheoleiddio metaboledd glycolipid yn Mycobacterium a'i wrthwynebiad phage. Fodd bynnag, mae diffyg dealltwriaeth o hyd o'r llwybrau a'r mecanweithiau penodol.
Yn ddiweddar, adroddwyd bod gan rai proteinau tebyg i ewcaryotig a geir mewn bacteria swyddogaeth amddiffyn rhag haint phage, fel proteinau parth strwythurol derbynnydd Toll - interleukin sy'n cyfryngu disbyddiad mewngellol NAD + mewn celloedd bacteriol ac yn arwain at farwolaeth celloedd, yn ogystal â StpK, sy'n atal trawsgrifiad firaol trwy gynhyrchu riboniwcleotidau wedi'u haddasu, yn bresennol mewn ewcaryotau a'r rhan fwyaf o facteria, ac fel arfer yn gweithredu fel cyffuriau gwrthfeirysol. Mewn ewcaryotau, gall rhai StpKs gael eu hysgogi gan signalau firaol ac atal haint firaol ymhellach trwy rwystro synthesis protein firaol. Mewn bacteria, mae gan StpKs lawer o swyddogaethau ffisiolegol, megis rheoleiddio synthesis cellfuriau, cellraniad, a chysgadrwydd. Fodd bynnag, dim ond mewn ychydig o facteria yr adroddwyd am astudiaeth o reoleiddio StpK o ryngweithiadau gwesteiwr ffag. Mae hyn yn arwain at ffosfforyleiddiad rhai proteinau sy'n gysylltiedig â chyfieithu, atgyweirio DNA a metaboledd canolog, gan arwain at farwolaeth celloedd a thrwy hynny amddiffyn celloedd cyfagos rhag haint phage Yn Streptomyces, mae StpK yn ymwneud ag amddiffyn rhag ffagau fel rhan o system amddiffyn Pgl a BREX , ond nid yw ei union rôl yn hysbys.
Diagram model mecanwaith (delwedd o Cell Host & Microbe)
Yn rhyfeddol, mae genom twbercwlosis Mycobacterium yn amgodio 11 StpK, y mae PknA a PknB ohonynt yn perthyn i'r un manipulator sy'n hanfodol ar gyfer twf mycobacteriaidd. Er y canfuwyd bod y StpKs hyn yn chwarae rhan bwysig mewn synthesis wal gell, morffoleg a rhaniad celloedd, cludo lipopolysaccharid, ymwrthedd pwysau osmotig, ffyrnigrwydd, a llawer o agweddau eraill ar ffisioleg bacteriol, ni adroddwyd eu rolau mewn rhyngweithiadau mycobacterial-phage. Nid yw'n hysbys p'un a yw'r StpKs tebyg i ewcaryotig hyn yn gysylltiedig a sut maent yn rheoleiddio'r broses heintiad phage.
Mae TM4 yn ffag DNA dwy-sownd gyda maint genom o 52,797 o barau sylfaen (bp) Mae'n heintio Mycobacterium pubescens sy'n tyfu'n gyflym a Mycobacterium tuberculosis sy'n tyfu'n araf Mae phage TM4 yn atgynhyrchu 20 munud ar ôl heintio'r bacteriwm gwesteiwr, ac yn lyses y gell letyol 4 awr ar ôl heintio'r gell letyol Fe'i defnyddir yn eang ar hyn o bryd ar gyfer trin mycobacteria yn enetig. Fodd bynnag, ychydig a wyddys am ryngweithiad phage TM4 â bacteria gwesteiwr a'r mecanweithiau amddiffyn gwesteiwr yn erbyn TM4 phage.
Gwerthusodd yr astudiaeth hon yn systematig bob un o'r 13 genyn StpK nad oedd yn hanfodol a amgodiwyd gan y genom Mycobacterium pubescens a chanfod bod dymchwel stpK7 yn gwella ymwrthedd Mycobacterium i phage TM4 yn sylweddol. Mae'r astudiaeth hon yn adrodd bod y genyn StpK7 unigryw yn hanfodol ar gyfer haint phage TM4 yn Mycobacterium pubescens. O bwysigrwydd arbennig, mae stpK7 wedi'i leoli mewn ynys genynnau tebyg i BREX nad oedd wedi'i diffinio o'r blaen a gall dawelu amddiffynfeydd cynnal trwy ffactorau trawsgrifio ffosfforyleiddio yn uniongyrchol ar yr ynys, a thrwy hynny gynnal gallu arsugniad phage TM4 ac atal marwolaeth celloedd Mycobacterium. I gloi, llwyddodd yr astudiaeth hon i ddatrys rhwydwaith rheoleiddio a yrrir gan ewcaryotig tebyg i StpK sy'n cael ei ecsbloetio gan phage TM4 i osgoi amddiffyniad gwesteiwr ynysoedd genynnau sy'n gwrthsefyll ffagau tebyg i BREX yn Mycobacterium. Mae'r gwaith hwn yn cyfoethogi'n fawr y ddealltwriaeth o fecanwaith osgoi amddiffyn gwesteiwr Mycobacterium phage.
