Lamassu噬菌体防御系统的结构与激活机制研究：揭示核酸酶效应物LmuA的寡聚化调控新策略

《Nature Structural & Molecular Biology》：Structure and activation mechanism of a Lamassu phage and plasmid defense system

本研究由Li等科学家团队开展，针对Lamassu防御系统如何在激活免疫反应的同时避免自身损伤这一关键问题，通过解析沙门氏菌Lamassu系统的结构，发现LmuB和LmuC通过钳制LmuA核酸酶效应物维持系统静息状态，而噬菌体侵袭可触发LmuA释放并形成具有DNA切割活性的同源四聚体。该机制揭示了细菌免疫效应物寡聚化调控的新范式，为抗噬菌体治疗提供了理论依据。

　　

Lamassu是一个多样化的防御系统家族，可保护细菌（包括第七次大流行的霍乱弧菌菌株）免受质粒和噬菌体侵袭。在噬菌体感染过程中，Lamassu通过靶向细胞必需进程来终止受感染宿主，从而阻止噬菌体增殖。然而其效应物激活与抑制的分子机制尚不明确。

最新研究解析了沙门氏菌中Lamassu防御系统的结构。研究发现，核酸酶效应亚基LmuA的寡聚化结构域被两个紧密折叠的SMC样LmuB蛋白单体与LmuC共同钳制，使酶以无活性单体形式存在。当系统被激活时，释放的LmuA可自组装成同源四聚体，其中四个核酸酶结构域中的两个通过空间靠近形成活性位点，实现对DNA的切割。该四聚体形成可能作为单向开关机制，通过设定激活阈值来避免自发激活导致的细胞死亡。

这项研究不仅揭示了免疫效应物释放与寡聚化驱动的细胞防御新机制，更阐明了Lamassu系统在强效免疫响应与自我保护之间的精密平衡策略。