構造生物学：Zorya抗ファージ防御システムの構造と機構
Nature 639, 8056 doi: 10.1038/s41586-024-08493-8
Zoryaは細菌で最近明らかにされた免疫系で、広く分布しており、ウイルス（ファージ）感染から細菌を守っている。Zoryaのサブタイプは3つが明らかになっていて、それぞれが、膜内に埋め込まれていると予測されるZorA–ZorB複合体と、サブタイプごとに異なる可溶性サブユニット（タイプIのZorya系ではZorCおよびZorD）を含んでいる。今回我々は、Zoryaによる防御の分子基盤をクライオ電子顕微鏡法、変異誘発実験、蛍光顕微鏡法、プロテオミクス、それに機能研究を用いて調べた。我々はZorABのクライオ電子顕微鏡構造を示し、これが他の5:2内膜イオン駆動回転モーターの化学量論的性質と特性を共有していること明らかにする。ZorA5B2複合体は、二量体のZorBペプチドグリカン結合ドメインと、ZorAからなる五量体αヘリックスのコイルドコイル尾部（細胞質へ約70 nm入り込んでいる）を含む。我々はまた、可溶性のZorya成分であるZorCとZorDの構造と機能の特徴を調べ、それらはそれぞれ、DNA結合活性とヌクレアーゼ活性を持っていることを見いだした。包括的な機能解析と変異解析から、全てのZorya成分が協調して働いて、細胞壁をファージの侵入から守っていることが明らかになった。さらに我々は、ZorABがファージの侵入を検知後に活性化されるプロトン駆動モーターとして働いていることの証拠を示す。従って、ZorABはZorAの細胞質側尾部を介してファージ侵入シグナルを伝達し、可溶性のエフェクターであるZorCとZorDエフェクターを呼び寄せ活性化している。まとめると、我々の研究により、Zoryaの抗ファージ防御系としての機能の基礎的な機序が明らかになった。
