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文章題目：Molecular basis of RADAR anti-phage supramolecular assemblies

期刊：Cell

發(fā)表時(shí)間：2023年2月9日

主要內(nèi)容：中科院生物物理研究所高璞團(tuán)隊(duì)在Cell雜志上發(fā)表題為Molecular basis of RADAR anti-phage supramolecular assemblies的文章，該研究發(fā)現(xiàn)了RADAR不同組分間的互作關(guān)系，揭示了其通過(guò)形成新型超分子復(fù)合體來(lái)實(shí)現(xiàn)RNA裝載、運(yùn)輸和脫氨修飾的偶聯(lián)機(jī)制。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.01.026

使用TransGen產(chǎn)品：Trans10 Chemically Competent Cell（CD101）

研究背景

在宿主細(xì)胞和病毒的漫長(zhǎng)斗爭(zhēng)中，宿主細(xì)胞逐漸形成多種免疫機(jī)制來(lái)抵抗病毒感染，其中，針對(duì)核酸分子的免疫識(shí)別和操作扮演著極為重要的角色，這種機(jī)制廣泛存在于從細(xì)菌到哺乳動(dòng)物等幾乎所有的免疫系統(tǒng)中。細(xì)菌的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和調(diào)控機(jī)制相較于哺乳動(dòng)物更為簡(jiǎn)單高效，其編碼的多種抗病毒免疫系統(tǒng)可直接對(duì)核酸分子進(jìn)行切割或修飾，因此細(xì)菌免疫系統(tǒng)被廣泛用于多種生物學(xué)工具的開(kāi)發(fā)。

此前，F(xiàn)eng Zhang和Eugene Koonin團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種擁有全新核酸修飾活性的細(xì)菌免疫系統(tǒng)：RADAR（phage restriction by an adenosine deaminase acting on RNA），是目前已知的唯一可過(guò)催化RNA的A-to-I（adenosine-to-inosine）脫氨來(lái)執(zhí)行抗病毒功能的細(xì)菌防御系統(tǒng)，它包含RdrA（ATPase酶活性）和RdrB（腺苷脫氨酶活性）兩種核心組分。病毒感染宿主后RADAR被激活，進(jìn)而廣泛催化宿主及病毒的轉(zhuǎn)錄組RNA脫氨，使感染細(xì)胞死亡，進(jìn)而阻斷病毒傳播。RADAR在抗病毒免疫和RNA修飾方面展現(xiàn)出多種優(yōu)勢(shì)，但目前關(guān)于RADAR的研究還不十分清楚，很多問(wèn)題亟需解決。

文章概述

研究人員首先解析了RdrB和RdrA的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)12個(gè)RdrB按照特定的方式組裝成籠狀結(jié)構(gòu)，功能實(shí)驗(yàn)表明RdrB亞基間的互作對(duì)抗病毒功能至關(guān)重要。RdrA同時(shí)組裝成單層的7聚體環(huán)和由兩個(gè)7聚體環(huán)疊合而成的雙層14聚體環(huán)，RdrA環(huán)中心的直徑和表面電荷均符合底物RNA的特點(diǎn)，進(jìn)一步的生化實(shí)驗(yàn)表明RdrA環(huán)與Stem-Loop RNA存在特異性結(jié)合，且RNA的存在可顯著促進(jìn)RdrA的ATPase酶活性。接著，研究人員通過(guò)解析RdrA與Stem-Loop RNA復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了RNA裝載到RdrA環(huán)的動(dòng)態(tài)底部的構(gòu)象并發(fā)現(xiàn)RNA的裝載與ATP的結(jié)合存在關(guān)系。最后，通過(guò)生化實(shí)驗(yàn)確定RdrB和RdrA存在互作，互作的分子機(jī)制是RdrA的7聚體環(huán)通過(guò)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的頂部與RdrB籠進(jìn)行對(duì)接，且RdrA環(huán)的底物運(yùn)輸通道恰好與RdrB的活性中心完美對(duì)齊，從而實(shí)現(xiàn)了底物裝載、運(yùn)輸和修飾的巧妙偶聯(lián)。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)RdrB及RdrA-RdrB復(fù)合物也可以催化多種小分子代謝類底物（ATP/dATP/ADP/dADP/AMP/dAMP/ adenosine）的脫氨反應(yīng)。已有研究表明細(xì)胞內(nèi)的小分子類inosine大量聚集，也會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒性并使其生長(zhǎng)停滯。因此，RADAR對(duì)RNA類底物和小分子類底物的脫氨修飾，可能共同推動(dòng)了其有效的抗病毒功能。

RADAR超分子復(fù)合體的組裝和工作機(jī)制

該研究報(bào)道了RADAR系統(tǒng)超分子復(fù)合體的組裝細(xì)節(jié)，發(fā)現(xiàn)了RADAR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)底物裝載、運(yùn)輸及修飾的多酶偶聯(lián)機(jī)制，對(duì)開(kāi)發(fā)基于RADAR的base-editing工具、納米顆粒載體和新型抗菌療法等提供了基礎(chǔ)。

全式金產(chǎn)品支撐

優(yōu)質(zhì)的試劑是科學(xué)研究的利器。全式金感受態(tài)細(xì)胞Trans10 Chemically Competent Cell（CD101）助力本次研究。

Trans10 Chemically Competent Cell（CD101）

Trans10感受態(tài)細(xì)胞經(jīng)特殊工藝制作，與傳統(tǒng)制備的感受態(tài)細(xì)胞相比，具有更高的轉(zhuǎn)化效率。適用于高效的DNA克隆和質(zhì)粒擴(kuò)增，能保證高拷貝質(zhì)粒的穩(wěn)定復(fù)制。

●  具有硫酸鏈霉素抗性（Str^R）

●  適用于毒基因克隆和質(zhì)粒DNA的穩(wěn)定復(fù)制

●  適用于藍(lán)白斑篩選

●  轉(zhuǎn)化效率高達(dá)10⁸ cfu/μg DNA以上

全式金產(chǎn)品再一次登上Cell期刊，是大家對(duì)全式金產(chǎn)品和服務(wù)的認(rèn)可，也完美詮釋了全式金一直以來(lái)秉承的“品質(zhì)高于一切，精品服務(wù)客戶”的理念。希望全式金未來(lái)能與更多的科研工作者并肩奮斗，用更多更好的產(chǎn)品持續(xù)助力科研。

使用Trans10 Chemically Competent Cell（CD101）產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：

●  Gao Y N, Luo X, Li P P, et al. Molecular basis of RADAR anti-phage supramolecular assemblies [J].Cell,2023.

●  Huang S H, Liu J, Zhou J, et al. Identification and characterization of a pyridoxal 5′-phosphate phosphatase in tobacco plants [J]. Plant Science,2019.

●  Zhong S J, Zhang S, Fan X Y, et al. A single-cell RNA-seq survey of the developmental landscape of the human prefrontal cortex [J].Nature,2018.

●  Kong B J, Cao Y, Wu D N, et al. Affinity maturation of an antibody for the UV-induced DNA lesions 6,4 pyrimidine-pyrimidones [J].Applied Microbiology and Biotechnology,2018.

●  Chen X Y, Xu F, Zhu C M, et al. Dual sgRNA-directed gene knockout using CRISPR/Cas9 technology in Caenorhabditis elegans[J].Cell,2014.