保存された免疫エフェクターファミリーがウイルス感染時に細胞内ATPを切断する

2023年8月21日 14:59

論文|186巻17号、p3619-3631.e13、2023年8月17日号

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保存された免疫エフェクターファミリーがウイルス感染時に細胞内ATPを切断する

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フランソワ・ルセット
エレズ・イルミヤ
シャハール・ネシャー
アディ・ミルマン
サラ・メラメド
ロテム・ソレク 3
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ハイライト

CBASS免疫エフェクターCap17はATPヌクレオシダーゼである

細菌の防御的ATPヌクレオシダーゼはATPとdATPを分解してファージを阻止する

ATPヌクレオシダーゼは細菌の2成分系抗ファージ防御システムであるDetocsの一部である。

ATPヌクレオシダーゼは真核生物の自然免疫因子にも存在する。
まとめ
ウイルス感染時、細胞はウイルスからその複製に不可欠な分子を奪う免疫戦略を展開することができる。ここでは、ファージ感染時に、アデニンと糖の間のN-グリコシド結合を切断することによって、細胞のアデノシン三リン酸（ATP）とデオキシアデノシン三リン酸（dATP）を分解する、細菌の免疫エフェクターファミリーを報告する。これらのATPヌクレオシダーゼエフェクターは、環状オリゴヌクレオチドに基づく抗ウイルスシグナルシステム（CBASS）、原核生物のアルゴナウテス、ヌクレオチド結合ロイシンリッチリピート（NLR）様タンパク質など、複数の細菌防御系に広く分布しており、感染時にATPとdATPが分解されるとファージの増殖が停止することを示している。免疫ATPヌクレオシダーゼドメインのホモログを解析することにより、2成分リン転移シグナル伝達構造を持つ細菌防御システムファミリーであるDetocsを発見し、その特徴を明らかにした。免疫ATPヌクレオシダーゼドメインは、免疫様構造を持つ多様な真核生物タンパク質にもコードされており、真核生物のホモログがATPヌクレオシダーゼ活性を保持していることを生化学的に示した。我々の発見は、ATPとdATPの分解が、生命樹全体で保存されている細胞自律的な自然免疫戦略であることを示唆している。

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キーワード
ファージ
抗ファージ
細菌防御システム
CBASS
ATP
二成分系
自然免疫
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https://doi.org/10.1093/molbev/MST024
論文で見る
日本学術振興会特別研究員 (0)
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
濱田雅史
荘口英男
新里千春
川島亨
ミラー D.J.
佐藤直樹
サンゴAcropora digitiferaの複雑なNOD-Likeレセプターレパートリーには新しいドメインの組み合わせが含まれる。
Mol. Biol. Evol. 2013; 30: 167-176
https://doi.org/10.1093/molbev/MSS213
論文で見る
日本学術振興会特別研究員 (0)
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
ディルカ W．
ラマッキアM.
デュレンスP.
神戸B.
ダスカロフ A.
パオレッティ M．
シャーマン D.J.
サウペ S.J.
真菌類におけるNOD様レセプターの多様性と可変性。
Genome Biol. Evol. 2014; 6: 3137-3158
https://doi.org/10.1093/GBE/EVU251
論文で見る
PubMed
クロスフィルム
グーグル奨学生
ヘラーJ.
クラヴェC.
グラデューP.
ソープ S.J.
グラス N.L.
糸状菌におけるSEC-9 SNAREタンパク質のNLR監視は、アロレコグニションによりプログラムされた細胞死を誘導する。
Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2018; 115: e2292-e2301
https://doi.org/10.1073/pnas.1719705115
論文で見る
スコープス (47)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ビエラ S．
スミス M.L.
アイスト J.R.
コルテシ P.
ミルグルーム M.G.
プログラムされた細胞死は糸状菌におけるウイルス感染と相関する。
Proc. Biol. Sci. 2002; 269: 2269-2276
https://doi.org/10.1098/rspb.2002.2148
論文で見る
(109件)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
Dang Y.
ヤン Q.
Xue Z.
Liu Y.
菌類におけるRNA干渉：経路、機能、応用。
Eukaryot. Cell. 2011; 10: 1148-1155
https://doi.org/10.1128/EC.05109-11
論文で見る
スコープス (138)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
クラヴェC.
ディルカW.
ターコットE.A.
グレンジャー-ファルボスA.
イバルロサ L.
ピンソン B.
バンス R.E.
サウペ S.J.
ダスカロフ A.
真菌のガスデルミン様タンパク質は、タンパク質分解切断によって制御されている。
Proc. Natl. Sci. USA. 2022; 119e2109418119
https://doi.org/10.1073/pnas.2109418119
論文で見る
スコープス (15)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
Shi J.
Zhao Y.
Wang K.
Shi X.
Wang Y.
Huang H.
Zhuang Y.
Cai T.
Wang F.
Shao F.
炎症性カスパーゼによるGSDMDの切断は、焦性細胞死を決定する。
Nature. 2015; 526: 660-665
https://doi.org/10.1038/nature15514
論文で見る
スコパス (3290)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
パーク H.H.
ロー Y.C.
リン S.C.
Wang L.
ヤン J.K.
Wu H.
アポトーシスと炎症の細胞内シグナル伝達におけるデスドメイン・スーパーファミリー。
Annu. Rev. Immunol. 2007; 25: 561-586
https://doi.org/10.1146/annurev.immunol.25.022106.141656
論文で見る
スコープス (400)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ユエン・ビー
ベイズJ.M.
デグナン S.M.
海綿体NLRの特性は、動物におけるこの自然免疫遺伝子ファミリーの起源と進化についての洞察を与える。
Mol. Biol. Evol. 2014; 31: 106-120
https://doi.org/10.1093/molbev/MST174
論文で見る
スコープス (0)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ブラウンB.A.
ローエンハウプトK.
ウィルバートC.M.
ハンロン E.B.
リッチ A.
編集酵素dsRNAアデノシンデアミナーゼのZαドメインは、Z-DNAだけでなく左巻きのZ-RNAとも結合する。
Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000; 97: 13532-13536
https://doi.org/10.1073/PNAS.240464097
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日本学術振興会特別研究員 (0)
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
バラチャンドラン S．
モカルスキーE.S.
ウイルスZ-RNAがZBP1依存性の細胞死を引き起こす。
Curr. Opin. Virol. 2021; 51: 134-140
https://doi.org/10.1016/j.coviro.2021.10.004
論文で見る
スコープス (23)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
タル N.
モアハウスB.R.
ミルマンA.
ストカール-アビハイルA.
アブラハムC.
フェドレンコ T.
イルミヤ E.
ハーブスト E.
ブランディス A.
メールマンT.
他
環状CMPと環状UMPはファージに対する細菌免疫を媒介する。
Cell. 2021; 184: 5728-5739.e16
https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.09.031
論文で見る
スコパス (67)
パブコメ
概要
全文
全文PDF
グーグル・スカラー
ゴールドストーンD.C.
エニス-アデニランV.
ヘッデンJ.J.
グルーム H.C.T.
ライスG.I.
クリストドゥルー E.
ウォーカー P.A.
ケリー G．
ヘアー L.F.
ヤップ M.W.
ほか
HIV-1制限因子SAMHD1はデオキシヌクレオシド三リン酸三リン酸化酵素である。
Nature. 2011; 480: 379-382
https://doi.org/10.1038/nature10623
論文で見る
筑波大学
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ルーカス-エリオP.
モリーナ-キンテーロL.R.
Xu H.
サンチェス-アマットA.
ヒスチジンキナーゼと応答制御因子がCRISPR-Cas制御を介してMarinomonas mediterraneaにファージ耐性を与える。
Sci. Rep. 2021; 111: 1-13
https://doi.org/10.1038/s41598-021-99740-9
論文で見る
スコパス(4)
クロスリファレンス
グーグル奨学生
Zhou C.M.
ウー・キュー
Wang B.
Lin P.
Wu M.
Yu X.J.
カルシウム応答性キナーゼLadSはI-F型CRISPR-Cas適応免疫を調節する。
Biochem. Biochem. Res. Commun. 2021; 546: 155-161
https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2021.01.100
論文で見る
スコープス (4)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ルセット F．
ソレックR.
細菌免疫における制御細胞死の進化的成功。
Curr. 意見。Microbiol. 2023; 74102312
https://doi.org/10.1016/j.mib.2023.102312
論文で見る
スコープス (4)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ラインタムT.
ロップA.
Kuusksalu A.
Pehk T.
ケルベ M.
ATP N-グリコシダーゼ-海綿Axinella polypoides由来の新規ATP変換活性。
Eur. J. Biochem. 2003; 270: 4122-4132
https://doi.org/10.1046/J.1432-1033.2003.03805.X
論文で見る
PubMed
クロスフィルム
グーグル奨学生
ラインタムT.
ヴァルマンK.
Kolk K.
ペリ M.
ロップ A.
アース・ヴァレリアーニ N.
ケルベ M.
淡水海綿Ephydatia muelleri由来ATP N-グリコシダーゼのクローニングと発現。
Biochimie. 2019; 158: 126-129
https://doi.org/10.1016/j.biochi.2018.12.018
論文で見る
スコープス (1)
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
テクル E.
チャン C.B.
フランクリン L.
アンダーウッド R.S.
ハンナ・ローズ・W.
トロイメルE.R.
プリンヌクレオシドホスホリラーゼpnp-1は線虫の感染に対する上皮細胞の抵抗性を制御する。
PLoS Pathog. 2021; 17e1009350
https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009350
論文で見る
スコパス (17)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
グルネバウムE.
コーエン A.
ロイフマンC.M.
アデノシンデアミナーゼおよびプリンヌクレオシドホスホリラーゼ欠損症の理解と管理における最近の進歩。
Curr. 意見。アレルギー臨床。Immunol. 2013; 13: 630-638
https://doi.org/10.1097/ACI.0000000000000006
論文で見る
スコープス (80)
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
リー T.S.
クルパ R.A.
チャン F．
ハジモラド M.
ホルツ W.J.
プラサド N.
リー S.K.
Keasling J.D.
BglBrickベクターとデータシート：遺伝子発現のための合成生物学プラットフォーム。
J. Biol. 2011; 512
https://doi.org/10.1186/1754-1611-5-12
論文で見る
スコープス (317)
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
チェン I.A.
チュー K.
パラニアッパンK.
ピレイ M.
ラトナー A.
ホアン J.
ハンテマン M.
ヴァルゲーゼ N.
ホワイト J.R.
セシャドリ R．
他
IMG/M v.5.0: an integrated data management and comparative analysis system for microbial genomes and microbiomes.
Nucleic Acids Res. 2019; 47: D666-D677
https://doi.org/10.1093/nar/gky901
論文で見る
スコープス (512)
PubMed
Crossref
グーグル奨学生
シュタイネガーM.
Söding J.
MMseqs2により、膨大なデータセットの解析のための高感度なタンパク質配列検索が可能になった。
Nat. Biotechnol. 2017; 35: 1026-1028
https://doi.org/10.1038/nbt.3988
論文で見る
スコープス (785)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
シュタイネガーM.
マイヤー M.
ミルディタM.
ヴェーリンガー H.
ハウンスベルガー S.J.
Söding J.
HH-suite3による高速リモート相同性検出と深いタンパク質アノテーション。
BMC Bioinformatics. 2019; 20473
https://doi.org/10.1186/s12859-019-3019-7
記事で見る
スコープス (376)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
シーバース F.
ウィルムA.
ディニーンD.
ギブソンT.J.
カープラス K.
リー W．
ロペス R.
マクウィリアム H.
レンマート M.
セーディングJ.
et al.
Clustal Omegaを用いた高品質なタンパク質多重配列アラインメントの高速でスケーラブルな生成。
Mol. Syst. Biol.
https://doi.org/10.1038/msb.2011.75
論文で見る
(株)スコープス(9674)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
グエン L.-T.
シュミット H.A.
von Haeseler A.
ミン B.Q.
IQ-TREE：最尤系統推定のための高速かつ効果的な確率的アルゴリズム。
Mol. Biol. Evol. 2015; 32: 268-274
https://doi.org/10.1093/molbev/msu300
論文で見る
スコープス (11555)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
レトゥニックI.
ボーク P.
Interactive Tree Of Life (iTOL) v4：最近のアップデートと新たな展開。
Nucleic Acids Res. 2019; 47: W256-W259
https://doi.org/10.1093/nar/gkz239
論文で見る
スコープス (3435)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
Eddy S.R.
プロファイルHMM検索の高速化。
PLoS Comput. Biol.
https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1002195
論文で見る
スコープス (3412)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
アビー S.S.
ネロンB.
メナジェ H.
Touchon M.
ロシャ E.P.C.
MacSyFinder： CRISPR-Casシステムに応用した分子システムのゲノムマイニングプログラム。
PLoS One. 2014; 9e110726
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0110726
論文で見る
論文リスト(163)
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
鄭 L.
カルダチS.
ジャービーL.
マッケンジー E.D.
Sciacovelli M.
ジョンソン T.I.
ガウデ E．
キング A．
リーチ J.D.G.
エドラーダ・エベルR.
ら
フマル酸はグルタチオン代謝を修飾することにより、酸化還元依存性の老化を誘導する。
Nat. Commun. 2015; 61: 1-12
https://doi.org/10.1038/ncomms7001
論文で見る
スコープス (173)
クロス
グーグル奨学生
プラスカル T.
カスティーヨS.
ビジャール・ブリオネスA.
オレシッチ M.
MZmine 2：質量分析ベースの分子プロファイルデータの処理、可視化、解析のためのモジュラーフレームワーク。
BMC Bioinformatics. 2010; 11: 1-11
https://doi.org/10.1186/1471-2105-11-395/TABLES/3
論文で見る
筑波大学
パブコメ
クロス
グーグル奨学生
マッツォッコ A．
ワッデルT.E.
リンゴールE.
ジョンソン R.P.
小滴プラークアッセイシステムを用いたバクテリオファージの定量。
Methods Mol. Biol. 2009; 501: 81-85
https://doi.org/10.1007/978-1-60327-164-6_9
論文で見る
(111件)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ベイエム・M.
クリャジムスキーS.
リーバーマンT.D.
チョン H.
デサイ M.M.
Kishony R.K.
メガベースサイズのゲノムに対する安価な多重ライブラリー調製法。
PLoS One. 2015; 10e0128036
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0128036
論文で見る
スコープス (370)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
ダールD.
シャミールM.
メリンJ.R.
クテロM.
シュテルン-ギノサールN.
コサール P.
Sorek R.
細菌における抗生物質耐性の豊富なリボ制御をterm-seqで明らかにした。
Science. 2016; 352aad9822
https://doi.org/10.1126/science.aad9822
論文で見る
スコープス(213)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
エル・ゲバリ S.
ミストリーJ.
ベイトマンA.
エディ S.R.
ルチアーニ A.
ポッター S.C.
クレシ M.
リチャードソン L.J.
サラザール G.A.
スマート A．
他。
2019年のPfamタンパク質ファミリーデータベース。
Nucleic Acids Res. 2019; 47: D427-D432
https://doi.org/10.1093/nar/gky995
論文で見る
スコープス (2820)
PubMed
クロス
グーグル奨学生
論文情報
出版履歴
出版 2023年8月17日
受理受理：2023年7月12日
改訂版受理 2023年5月18日
受理：2023年1月16日受理：2023年1月16日
識別
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.07.020

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