四聚化和RNA引导的丝状组装控制Schlafen-Argonaute抗噬菌体防御

两类在进化上高度保守的蛋白家族——Argonaute（Ago）和Schlafen（SLFN）——在多种原核生物和真核生物（包括人类）中发挥防御作用。在本文中，我们鉴定出一类广泛分布于细菌和古菌中的单系蛋白群，这类蛋白将SLFN结构域、Ago核心以及GHKL家族ATP酶融合于一体。以来源于Runella zeae的SLFN-pAgo为模型，我们表明，这类蛋白通过将Ago核心用作依赖向导的传感器，并将SLFN结构域用作核酸酶效应器，通过切割tRNA诱导流产性感染，从而保护细菌细胞抵御噬菌体侵染。结构与生化分析揭示，GHKL结构域对ATP的结合驱动SLFN-pAgo发生四聚化，从而重建哺乳动物蛋白中所见的经典SLFN核酸酶构型。在靶标检测之前，非经典向导RNA结合会诱导形成长的螺旋丝状聚合体，将SLFN结构域锁定于失活构象。依赖向导的互补靶DNA识别会触发大规模结构重排，导致丝状聚合体解聚，并诱导SLFN核糖核酸酶活性。综上，我们的研究揭示了一种新的抗噬菌体系统，该系统利用可逆的、由向导和ATP介导的寡聚化，严格调控Ago传感器与SLFN RNA酶效应器之间的协同作用。

两个在进化上深度保守的蛋白质家族——Argonaute（Ago）和Schlafen（SLFN）——在多种原核生物和真核生物（包括人类）中发挥防御作用。在本研究中，我们鉴定出一类在细菌和古菌中广泛分布的单系蛋白群，其将SLFN结构域、Ago核心以及GHKL家族ATP酶融合于一体。以来源于Runella zeae的SLFN-pAgo为模型，我们证明这些蛋白通过将Ago核心用作导向依赖性的传感器、将SLFN结构域用作核酸内切酶效应器，借助tRNA切割诱导流产性感染，从而保护细菌细胞抵御噬菌体侵染。结构与生化分析表明，GHKL结构域对ATP的结合驱动SLFN-pAgo发生四聚化，从而重建哺乳动物蛋白中所见的经典SLFN核酸内切酶构型。在靶标检测之前，非经典的导向RNA结合会诱导形成长的螺旋丝状结构，将SLFN结构域锁定于失活构象。对互补靶DNA的导向依赖性识别会触发大规模结构重排，导致丝状结构解聚并诱导SLFN核糖核酸酶活性。综上，我们的研究揭示了一种新的抗噬菌体系统，该系统利用可逆的、由导向分子和ATP介导的寡聚化，严格调控Ago传感器与SLFN RNA酶效应器之间的协同作用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.29.728809v1?rss=1

🏷️ 抗噬菌体防御 Argonaute Schlafen RNA引导 tRNA切割 流产性感染