原核生物的睡眠蛋白在III型CRISPR免疫过程中切割tRNA

《Nature Communications》：Prokaryotic Schlafen proteins cleave tRNAs during type III CRISPR immunity

　　

摘要

Slafen核酸酶通过切割自身RNA来限制哺乳动物中的病毒感染，然而其在原核生物免疫中的作用和机制尚不清楚。在此，我们发现了与CRISPR相关的Slafen（Cash）蛋白，这类蛋白含有与Rossmann样核苷酸结合传感器中尚未被研究的Csx15基因融合的Slafen结构域。Cash蛋白会在III型CRISPR干扰过程中产生的环状四腺苷酸（cA?）作用下被激活，进而通过切割tRNA（主要是在T环区域）来引发细胞毒性。Chloroflexi细菌中的Cash蛋白的冷冻电子显微镜结构显示，其处于非活性状态时为十二聚体形式；当cA?与其结合后，催化界面会排列整齐，从而形成纤维状结构，这揭示了tRNA结合复合物中底物识别与切割的分子机制。我们还发现了多种与不同抗病毒防御系统相关的原核Slafen蛋白家族，这些蛋白都具有独特的传感器结构域。这项研究表明，Slafen核酸酶通过耗尽tRNA作为一种反复出现的进化级抗病毒策略，并揭示了Cash蛋白与人类Slafen蛋白之间的机制差异。