摘要:细菌使用多种免疫系统来抵御病毒感染,其中许多免疫系统可以感知和靶向外来核酸。防御相关逆转录酶 (DRT) 系统通过利用 DNA 合成为这种免疫策略提供了一个有趣的对照点,但其 DNA 产物的身份和功能仍然很大程度上未知。我们在此展示了 DRT2 系统执行一种前所未有的免疫机制,该机制涉及通过非编码 RNA (ncRNA) 的滚环逆转录进行从头基因合成。对 DRT2 表达细胞中 RT 相关 RNA 和 DNA 配体的无偏分析表明,逆转录通过程序化模板跳跃到 ncRNA 上产生串联的 cDNA 重复序列。然后噬菌体的存在会触发第二链 cDNA 合成,从而产生长双链 DNA。值得注意的是,这种 DNA 产物被高效转录,生成信使 RNA,该 RNA 编码无终止密码子的、永无止境的 ORF(neo),其翻译会导致强大的生长停滞。系统发育分析和对各种 DRT2 同源物的筛选进一步揭示了滚环逆转录和 Neo 蛋白功能的广泛保守性。我们的工作突出了通过 RNA 模板基因创建优雅地扩展了基因组编码潜力,并挑战了沿基因组 DNA 一维轴编码遗传信息的传统范式。