Sci Adv：噬菌体的"借东风"，把自己的DNA插进鲍曼不动杆菌基因组

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Sci Adv：噬菌体的"借东风"，中山大学邓音乐团队发现劫持宿主2′,3′-cNMPs信号油门，把自己的DNA插进鲍曼不动杆菌基因组6 j" \9 F: s( q  Y8 T5 F/ C9 ]+ w* b" y
1.        2′,3′-环核苷酸（2′,3′-cNMPs）  Y( ]) k( [$ _2 l5 z( C7 H
2.        噬菌体
/ S; v( p, U& O, i7 ]3.        细菌
& K; S4 W1 n& N& ~6 @来源：iNature 2026-07-16 14:08) Z. _+ T0 E' v, A4 X1 V
该研究结果表明，2′,3′-cNMPs是控制鲍曼不动杆菌生物学功能的重要胞内信号分子，而噬菌体可劫持这些信号以促进自身DNA的整合。
9 ]7 X; n- P4 Y. v核苷酸第二信使广泛参与细菌的生理调节及抗噬菌体免疫。研究表明，2′,3′-环磷酸腺苷/2′,3′-环磷酸鸟苷（2′,3′-cAMP/2′,3′-cGMP）合成酶活性是植物免疫应答所必需的。然而，2′,3′-环核苷酸（2′,3′-cNMPs）是否参与细菌与噬菌体之间的交互作用尚不明确。2 Q2 v1 t& _* \. Y) u
2026年6月12日，中山大学邓音乐独立通讯在Science Advances 在线发表题为Bacteriophages hijack 2′,3′-cNMPs to enhance transposase-mediated phage DNA integration in Acinetobacter baumannii的研究论文。1 S+ a# D# J1 F1 b
该研究报道，由RnaA合成、并被A1S_2339、A1S_0249及A1S_2666降解的2′,3′-cNMPs在调控鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）的生理功能中发挥关键作用。5 w4 D* l& _) f" i
2′,3′-cNMPs特异性结合鲍曼不动杆菌中的受体蛋白CRPAb，从而影响CRPAb与靶基因启动子之间的交互作用。此外，本研究揭示，噬菌体通过提高2′,3′-cNMPs水平，上调噬菌体DNA整合所需的转座酶及Mu样整合酶的转录。
/ M# z, |, }, i" o8 y综上所述，作者的结果表明，2′,3′-cNMPs是控制鲍曼不动杆菌生物学功能的重要胞内信号分子，而噬菌体可劫持这些信号以促进自身DNA的整合。
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3 R6 W2 K" d, C+ L0 `; T核苷酸第二信使（NSMs）是一类细胞内信号分子，在原核生物和真核生物中广泛用于响应细胞外信号或环境线索。这些分子由核苷酸前体产生，并在细胞调控中发挥关键作用。已发现多种NSMs在细菌中控制生物功能，包括生物膜形成、运动性和毒力。
# `8 j% F2 j& m4 m近期研究表明，双-（3′-5′）环二鸟苷酸（c-di-GMP）通过调节含聚脯氨酸蛋白质的翻译，从而控制鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）的生理和毒力，该菌是一种常见的引起院内感染的病原体。此外，3′,5′-环腺苷酸（3′,5′-cAMP）和鸟苷五磷酸（(p)ppGpp）在调控鲍曼不动杆菌生理和毒力中的作用也已得到充分证实。( x7 z3 l  s4 G& M$ J8 G9 I/ @' J1 F
在NSMs中，2′,3′-环核苷酸单磷酸（2′,3′-cNMPs）已在植物、哺乳动物（包括人类）以及微生物中被鉴定。在植物中，2′,3′-环腺苷酸（2′,3′-cAMP）/2′,3′-环鸟苷酸（2′,3′-cGMP）由核苷酸结合富含亮氨酸重复序列免疫受体的Toll/白细胞介素-1受体（TIR）结构域生成，该结构域水解RNA/DNA，并由负调控因子NUDT7降解。; v# g" F/ {0 g* ?! S* k+ @
在哺乳动物中，2′,3′-cAMP可能通过核糖核酸酶（RNase）催化的RNA转磷酸化反应生成，并通过环核苷酸磷酸二酯酶降解为2′-AMP和3′-AMP。在大肠杆菌（Escherichia coli）中，2′,3′-cNMPs由RNase I催化的RNA降解产生，并可被含有HD结构域、DHH结构域和钙调磷酸酶样PDE结构域的磷酸二酯酶（PDEs）水解，例如tRNA-NT、YtqI和SpdA。
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图1.2 ',3 ' -cNMPs在噬菌体DNA整合过程中的作用分析（摘自Science Advances ）
+ l# M; j# F5 [: {8 `: N3 Y除代谢外，2′,3′-cNMPs的功能也已得到研究。研究表明，2′,3′-cAMP通过其在细胞外降解为腺苷，在哺乳动物中发挥保护器官免受损伤的作用。在植物中，2′,3′-cAMP促进应激颗粒的形成。8 g) N8 Q& q" S* z/ H  u8 \- y
此外，2′,3′-cNMPs被认为参与调控细菌的生理和毒力。近年来，已有充分证据表明，NSMs与包括动物、植物和细菌在内的广泛生物体中的先天免疫应答相关，且据报道2′,3′-cAMP/cGMP参与植物免疫应答，因为2′,3′-cAMP/cGMP合成酶活性是TIR介导的细胞死亡所必需的。然而，目前尚不清楚2′,3′-cNMPs是否与细菌免疫相关。; S4 R1 d  g7 h7 ~, d$ H9 |, z
在本研究中，作者发现鲍曼不动杆菌通过环腺苷酸受体蛋白A1S_1479（CRPAb）产生并利用2′,3′-cNMPs来控制其生物功能和毒力。对2′,3′-cNMPs的感知增强了CRPAb与其靶基因启动子的结合亲和力。2 x& g; c/ L1 F
值得注意的是，作者发现噬菌体感染增加了细胞内2′,3′-cNMPs的水平，并利用这些信号调控原噬菌体蛋白A1S_1154的表达，最终增强了噬菌体DNA整合。  z2 k/ p$ Q: @) ]; [
综上所述，作者的研究结果揭示了2′,3′-cNMPs在控制细菌生理和致病性以及介导噬菌体DNA整合过程中的双重功能。
2 b2 s* V# F, C/ h参考消息：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aec7770! _* t5 e2 n9 [
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