微生物学：Gabija抗ファージシステムの構造と活性化機構

原核生物は、ファージ感染に対して複雑な自然免疫系を進化させてきた。Gabijaは原核生物の防御システムの1つで非常に広範にわたって見られ、GajAとGajBという2つの要素から成り立っている。GajAはDNAエンドヌクレアーゼとして機能し、ATPの存在下では不活性である。今回我々は、Gabijaシステムが抗ファージ防御の目的で活性化される仕組みを調べるために、Gabijaシステムの5つの状態、すなわちアポGajA、DNAと複合体を形成したGajA、ATPと結合したGajA、アポGajA–GajB、それにATPおよびMg²⁺と複合体を形成したGajA–GajBのクライオ電子顕微鏡構造を報告する。GajAは菱形の四量体で、そのATPアーゼドメインは中心にまとまっており、トポイソメラーゼ–プライマーゼ（Toprim）ドメインは周辺部に位置している。ATPアーゼドメインにATPが結合すると、ATPアーゼドメイン内の挿入領域が安定化して、Toprimドメインは閉じた状態が維持される。ファージによってATPが枯渇すると、Toprimドメインが開いて基質のDNAに結合して切断する。GajBはGajAにつなぎ留められていて、切断されたDNAによって活性化され、これが最終的には原核細胞の細胞死につながる。我々の研究は、Gabijaシステムの活性化機構の全体像を示すものだ。

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