近期，研究人员揭示了细菌防御系统以前神秘而矛盾的特征，即防止DNA入侵的复杂机制。这篇题为“Reappraisal of the DNA phosphorothioate modification machinery: uncovering neglected functional modalities and identification of new counter-invader defense systems”的论文对DndABCDE和DndFGH系统进行了全面的探索。

该研究利用比较基因组学和序列结构分析来剖析DndABCDE和DndFGH模块的功能。DndABCDE系统，负责催化不寻常的硫代酸(PT) DNA主链修饰，被发现通常与DndFGH模块在功能上解耦。相反，修饰基因邻域编码其他核酸酶，潜在地充当实际的限制性成分或自杀效应物，限制自私遗传元件的繁殖。

图源：Reappraisal of the DNA phosphorothioate modification machinery: uncovering neglected functional modalities and identification of new counter-invader defense systems，https://doi.org/10.1093/nar/gkad1213

细菌防御系统的复杂性长期困扰着科学家，这项研究为他们的复杂性提供了前所未有的见解，通过细致的分析，研究人员发现了修饰模块的核心组成部分，包括编码DNA扫描装置的共同进化基因对。此外，研究人员还发现了DndDE的DNA结合界面的多样化，这表明它具有多种靶向特异性。

该研究强调了DndDE核心的多功能性，它可以招募其他核碱基修饰，如DNA胞嘧啶甲基化酶基因，以代替PT修饰。另外，该研究确定DndFGH是一种独特的抗入侵系统，具有几个以前未被表征的结构域，包括核苷酸激酶。这些结构域可能在多种刺激下触发其限制性内切酶结构域，同时阻断入侵甲基化酶的保护性修饰。

值得注意的是，研究人员在不同的DndH变体中发现了新的HerA/ ftsk依赖的防御系统，这些系统是从多种来源获得的，这些防御系统有可能在复制、结合或包装过程中拦截侵入性DNA，强调它们在细菌生存中的关键作用。这一发现标志着我们对细菌防御机制的理解取得了重大进展，并为开发对抗抗生素耐药性和传染病的创新方法带来了希望。

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