微生物学：細菌のDdmDE防御系によるプラスミドの標的化と破壊

真核生物のアルゴノートは、核酸を切断することで、転写後の遺伝子調節において極めて重要な役割を担っているが、一部の原核生物の短いアルゴノートバリアント（pAgo）は、外来DNAを効率的に分解するために、補助因子であるヌクレアーゼに依存している。今回我々は、コレラ菌（Vibrio cholerae）の第7次パンデミック（世界的大流行）株（7PET）において小型のマルチコピープラスミドを迅速に排除する、DNA防御モジュールであるDdmDE系の活性化経路を明らかにする。我々は、クライオ電子顕微鏡法、生化学的手法、in vivoプラスミド排除アッセイを組み合わせることで、DdmEは触媒活性を持たず、DNAガイドによってDNAを標的とするpAgoであり、独特の挿入ドメインを持つことを実証する。DdmDはヘリカーゼ-ヌクレアーゼであり、標的である一本鎖DNAを積み込むと、自己阻害型の二量体複合体から単量体状態に移行することが観察された。さらに、DdmDE–ガイド–標的ハンドオーバー複合体の完全な構造から、DNA認識によって連続的なプラスミド破壊が引き起こされる仕組みについて包括的に理解する手掛かりが得られた。我々の研究は、pAgoが補助因子を利用してプラスミド排除を達成する仕組みについての機構的基礎を確立し、細菌の抗プラスミド免疫に関する知見をもたらす。

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