近日，鄧子新院士團隊在DNA硫修飾領域的一系列開拓性研究又取得新突破。EON体育4吳更教授、武漢大學王連榮、陳實教授與美國麻省理工EON4Peter Dedon教授多個實驗室經過緊密合作👸🏽🏌🏿，發現了一套全新的DNA單鏈磷硫酰化修飾Ssp系統，並揭示了細菌通過該修飾來抗噬菌體感染的分子機製🦸🏿‍♂️。相關跨校合作成果以“SspABCD-SspE is a phosphorothioation-sensing bacterial defense system with broad antiphage activities”（《SspABCD-SspE是一套具有廣泛噬菌體抗性且感應磷硫酰化修飾的細菌防禦系統》）為題在線發表在國際著名期刊《自然·微生物學》（Nature Microbiology）上。吳更教授為並列第一作者👨🏼‍✈️，王連榮教授為通訊作者。

細菌磷硫酰化限製-修飾系統是細菌抵禦外源DNA轉移的一種細胞防禦機製，在細菌中廣泛分布🐰。該研究從探索海洋弧菌的高頻單鏈磷硫酰化修飾入手，通過比較基因組學和分子遺傳學手段🧑🏽‍🏫，鑒定出以SspABCD為修飾元、SspE為限製元的單鏈磷硫酰化限製-修飾系統。該系統與之前發現的磷硫酰化（以DndABCDE為修飾元以產生雙鏈DNA磷硫酰化👨🏿‍⚕️🎉、DndFGH為限製元）的Dnd系統均迥然不同，並首次闡明了細菌磷硫酰化限製-修飾系統賦予宿主抑製噬菌體入侵的能力。同時，通過結構生物學和生物化學手段🤷🏿‍♀️，解析了SspB蛋白的晶體結構，揭示其兩個保守motif的關鍵殘基對其DNA缺刻酶活性非常重要👩🏻‍✈️；解析了SspE蛋白的晶體結構🧑‍🎓，發現其N端結構域有依賴於DNA磷硫酰化修飾的NTP水解酶活性🐉，而其C端結構域有DNA缺刻酶活性🧃，從而闡明了該系統DNA磷硫酰化修飾與限製兩部分功能耦合的分子機理。

該研究還發現SspABCD作為修飾蛋白在宿主基因組DNA上產生磷硫酰化修飾🐋，SspE作為限製元能夠感應基因組DNA上的磷硫酰化修飾從而區別宿主自身與外源的遺傳物質，並利用其核酸酶活性對入侵噬菌體的DNA進行大範圍的缺刻，從而抑製噬菌體DNA的復製。Ssp系統的新型修飾基因和修飾機製👨🏽‍🦳、以及感應磷硫酰化修飾的獨特防禦方式是區別於傳統Dnd以及以往其它限製修飾的全新系統，開拓了單鏈DNA磷硫酰化修飾以及細菌通過DNA磷硫酰化來防禦噬菌體入侵的新領域🐸。

DNA單鏈磷硫酰化修飾-感應修飾限製系統的工作機理

論文鏈接🤳🏻📬：https://www.nature.com/articles/s41564-020-0700-6