铜绿假单胞菌基因组轻微低甲基化引发的多代限制酶活性蛋白水解失活机制研究

来自国际团队的研究人员针对铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)高温生长时限制性内切酶失活现象展开研究，发现其I型限制修饰系统(R-M)通过Lon样蛋白酶介导的翻译后调控实现自我保护。该研究首次揭示温度诱导的DNA低甲基化(hypomodification)会触发限制酶降解，且甲基化恢复需60代细菌繁殖周期，为原核生物抗噬菌体防御系统的自体免疫规避机制提供了新见解。

　　

铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)的I型限制修饰系统(R-M)通过识别降解外来DNA抵御噬菌体侵袭，但该系统存在显著的自体免疫风险——细菌基因组中潜藏着成百上千个可能的切割位点。有趣的是，当环境温度超过41°C时，该菌株的限制性内切酶会神秘失活长达60代之久。

最新研究揭开了这个持续多代的"分子休眠"现象：高温环境下，两种Lon样蛋白酶会像"分子剪刀"般精准降解限制酶，同时部分分解甲基转移酶。单分子实时测序(SMRT)和TadA辅助的N⁶-甲基腺苷(m⁶A)测序显示，这种翻译后调控机制实际上是在应对基因组出现的稳定低甲基化(hypomethylation)状态——就像给DNA戴上了"临时面具"防止误伤。

更令人惊叹的是，当温度回降到37°C后，基因组的"甲基化记忆"需要近60代才能完全恢复，期间限制酶活性始终处于关闭状态。这种精巧的温度感应机制不仅避免了自体DNA切割灾难，还展现了原核生物防御系统独特的"安全锁"设计原理。