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Nature Communications volume 14、記事番号: 4052 (2023) この記事を引用

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2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

E217 は、嚢胞性線維症に関連する緑膿菌を根絶するための実験カクテルに使用されるシュードモナス ファージです。 ここでは、極低温電子顕微鏡 (cryo-EM) を使用して測定した、それぞれ 3.1 Å および 4.5 Å の分解能での DNA 射出前後の E217 ビリオン全体の構造について説明します。 私たちは、19 個のユニークな E217 遺伝子産物の新規構造を同定して構築し、伸長状態と収縮状態の両方で尾ゲノム射出機構を解明し、66 個のポリペプチド鎖によって形成されるベースプレートの完全な構造を解読します。 また、E217 が宿主の O 抗原を受容体として認識し、O 抗原結合尾部繊維の N 末端部分を解明することも判明しました。 我々は、この論文で提示されたE217の設計原理は、コリファージT4よりも劇的に小さい、約1.4 MDaのベースプレートをコードするプブナウイルス属のPB1様ミオウイルス科ファージ全体で保存されていると提案します。

バクテリオファージ E217 は緑膿菌に感染し、ガレリア メロネラ (ワックスガ) 幼虫および脊椎動物モデルにおける緑膿菌感染を根絶するために開発された実験用ファージ カクテルの一部です 1、2、3。 E217 は、古典的な腸内細菌のファージ T4 (約 169 kbp) よりも大幅に小さい、約 66.2 kbp のゲノム 1 を特徴とするプブナウイルス属の PB1 様ミオウイルス科です。 PB1 様ファージは地球上に遍在しており 5、米国 6 とブラジル 7 の淡水、ヨーロッパの下水や廃水 8 にも存在します。 これらのファージは、約 65 kb のゲノムと、古典的なコリファージ T4 よりも大幅に単純なベースプレート複合体を持っています。 E217 キャプシドの独特の 5 重頂点は、正二十面体の対称性を破る長い収縮性の尾部装置によって占められています 9。 尾部は、独特の頂点でカプシドペントンを置き換える十二量体ポータルタンパク質上に集合し、ウイルスがDNAをパッケージングして排出するための出入りチャネルを提供します10。 E217 ゲノムは、我々が最近特徴づけた 2 つのターミナーゼ サブユニット、TerL および TerS を使用して未熟な前駆体キャプシド (またはプロカプシド) にパッケージングされています 11。 同時に、ベースプレートは尾管、鞘タンパク質、および追加の因子によって形成されたネックを介して門脈頂点に付着する繊維を組み立てて補充します。

ミオウイルス科の集合に関する最新の知識は、1 世紀以上にわたって広範に研究されてきたモデル系 T4 から推定されています 12、13、14。 ミオウイルス科では、ベースプレートは、宿主表面への付着、宿主内膜の貫通、収縮と連動したゲノム排出などのさまざまな活動を担うマルチサブユニット複合体です。 単離された T4 ベースプレートの構造は、ベースプレートと尾管の複合体全体を組み立てるがビリオンに組み込むことができない変異体 (T4-18am-23am) を利用して、収縮前および収縮後の状態で解明されています。 16. T4 ベースプレートは、15 個の異なるポリペプチド鎖を複数のコピーで繰り返して構築され、約 145 個のタンパク質分子複合体を生成する約 6 MDa マシンです。 T4 ベースプレートの直径は約 490 Å で、細菌のリボソームの 2 倍であり、細菌の細胞壁へのファージの付着に関与するショートテールファイバーとロングテールファイバーの両方が含まれています 17,18。 胡ら。 は、クライオ電子断層撮影法 (cryo-ET) を使用して、感染のさまざまな段階で T4 を分析しました 19。 興味深いことに、ほとんどのロングテールファイバーは感染前にウイルス粒子に対して折り返されており、宿主表面と直接相互作用しません。 尾部収縮の最初のイベントは、ベースプレートの底部から突き出ている短い尾部繊維がホストの外膜に不可逆的に結合することであり、これが鞘の収縮を引き起こします。 このイベントは尾管をペリプラズムに押し込み、その後のゲノム排出を引き起こします。 宿主膜の穿刺にはプロトンの推進力は必要とされず、プロトンの推進力はゲノムの転座にのみ必要となります。