Mol Cell | 孙博/冯雁/孙亚东团队揭示细菌防御系统DdmDE清除质粒的动力学分子机制

背景：细菌免疫系统在控制水平基因转移和抗生素耐药性传播中至关重要，其中原核Argonaute(pAgo)系统因灵活的生化特性成为研究热点。霍乱弧菌中发现的DdmDE防御系统通过DdmE和DdmD双蛋白协同清除外源质粒，但其分子动力学机制尚不明确。研究目的：本研究旨在揭示DdmDE系统识别并清除外源质粒的完整分子动力学机制，包括DdmE如何精准识别外源靶点、两类蛋白如何协同工作、以及DdmD如何协调解旋酶和核酸酶活性。结论：研究发现，DdmE-gDNA通过感知dsDNA力学张力诱导的瞬时气泡结构，利用动力学差异识别外源质粒靶点；锁定靶点后招募二聚化DdmD，DdmD以DdmE为中心通过ssDNA环挤出的方式双向解旋dsDNA；随后游离DdmD结合新生成的ssDNA，在5'-G位点进行特异性切割。该工作揭示了力学信号在细菌免疫识别中的重要作用，阐明了一种独特的DNA解旋模式和机械化学偶联防御机制，为理解细菌免疫多样性及开发新型生物技术工具提供了理论支撑。