由毒性噬菌体诱导的噬菌体卫星通过天然 competence（一种使噬菌体能够感染新宿主的能力）被激活，从而导致新宿主对噬菌体产生抗性

《Nature Communications》：Phage satellites induced by virulent phages are mobilized by natural competence leading to phage resistance in a new host

　　

摘要

噬菌体卫星（Phage Satellite, PS）通常位于细菌基因组的重复序列区域（attL 和 attR 位点）内。其基因组大小在 7 到 20 千碱基对（kb）之间，包含编码整合酶的基因以及调控和 DNA 复制相关的基因，但缺乏与病毒结构蛋白相关的基因。嗜热链球菌（S. thermophilus，简称 S.t）被广泛用于生产酸奶和特种奶酪。有趣的是，大多数 S.t 菌株携带噬菌体卫星，而仅有少数菌株拥有完整的噬菌体，这表明噬菌体卫星可能对其宿主具有某些优势。在本研究中，我们发现 S.t 的噬菌体卫星能够以极低的频率从细菌染色体上切割脱落，且这一过程不涉及任何噬菌体的参与。此外，我们还发现这些噬菌体卫星可以被毒性噬菌体诱导产生。利用 CRISPR-Cas9 技术，我们筛选出了不携带噬菌体卫星的 S.t 菌株（称为 delta-PS 菌株）。随后，我们仅通过天然转化能力，将一个噬菌体卫星从其他菌株转移到 delta-PS 菌株中，无需借助辅助噬菌体。结果表明，这种转化后的菌株对毒性噬菌体的抵抗力显著增强。通过分离出能够突破抗性表型的噬菌体突变体，我们确定了负责诱导噬菌体卫星产生的特定噬菌体蛋白。最后，我们证明毒性噬菌体能够显著诱导噬菌体卫星的产生，从而大大促进其通过天然转化能力在新细胞中的转移和整合。我们的研究为开发抗噬菌体菌株提供了一种新的自然方法。