单个位点DNA甲基化通过促进效应蛋白四聚化激活逆转录子防御

内容形式：摘要译文

逆转录子（retron）在细菌防御系统中独具特色，能够利用DNA感知噬菌体感染。它们通过产生多拷贝单链DNA（msDNA）来监测靶向DNA的噬菌体蛋白的活性。尽管我们已了解降解等大幅度msDNA扰动如何激活逆转录子，但细微化学修饰引发激活的机制仍不明确。在此，我们采用结构–功能研究方法，阐明了msDNA单个位点的甲基化如何激活Retron-Sen2。Retron-Sen2的冷冻电镜结构显示，最普遍的逆转录子效应蛋白RcaT以无活性二聚体的形式被封存于一个具有此前未见架构的四组分复合体中。DNA腺嘌呤甲基转移酶介导的甲基化破坏了RcaT与msDNA之间的相互作用，并暴露出此前被遮蔽的界面，使RcaT二聚体能够组装为四聚体，进而导致逆转录子复合体解体。我们证实，RcaT二聚体之间的组装对其毒性至关重要。为评估这是否为RcaT的保守特征，我们进一步表征了其他同源蛋白。能够形成四聚体或更高阶寡聚体的RcaT具有毒性，并且在系统发育上形成不同于那些保持二聚体状态且无毒性的RcaT的分支。总之，我们的研究为msDNA单个位点修饰激活逆转录子提供了一个范式，并揭示了蛋白质内在性质的变化如何在进化过程中使同一种细菌防御效应蛋白的毒性发生分化。

关键词：逆转录子防御 · DNA甲基化 · 多拷贝单链DNA · RcaT效应蛋白 · 蛋白质四聚化 · 冷冻电镜

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.13.758329v1?rss=1