微生物学：2種類の異なるファージタンパク質を直接感知する細菌免疫タンパク質
Nature 635, 8039 doi: 10.1038/s41586-024-08039-y
真核生物の自然免疫系は、パターン認識受容体を用いて病原体関連分子パターンを検出することによって感染を感知し、これが引き金となって免疫応答が起こる。細菌も同様に、細菌に感染するウイルス（バクテリオファージ）の特定の成分を感知する免疫タンパク質を進化させてきた。さまざまな免疫タンパク質がファージのコードするさまざまな引き金を認識できるが、個々の細菌免疫タンパク質は感染中に単一の引き金のみを感知することが知られており、これは、細菌のパターン認識受容体とリガンドが1対1の対応関係にあることを示唆している。今回我々は、大腸菌（Escherichia coli）の抗ファージ防御タンパク質CapRelSJ46が、重複するが異なる界面を持つ同一の感知ドメインを用いて、全く無関係かつ構造的に異なる2種類のタンパク質に直接結合し、それらを感知できることを明らかにした。これらの結果は、免疫感知ドメインの注目すべき多用途性を浮き彫りにしており、こうした多用途性はファージの急速な進化への追随を可能にする、抗ファージ防御系に共通の特性である可能性がある。我々は、Bas11ファージが感染中に、CapRelSJ46が感知する引き金タンパク質を両方持つことを明らかにし、このようなファージがCapRelSJ46による防御を完全に回避できるのは、両方の引き金が変異したときだけであることを実証した。我々の研究が示すように、2つ以上の引き金を感知する細菌免疫系は、ファージが容易に検出を逃れるのを防ぐ上で役立っており、より広範な種類のファージの検出を可能にしているかもしれない。さらに一般化すると、これらの知見は、細菌防御系が意外にも複数の因子を感知することや、その防御系とファージがコードする引き金との複雑な共進化関係を明らかにしている。
