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DDMDE消除了DNA引导的DNA靶向质粒侵袭
水平基因转移是细菌进化的关键驱动力，但它也通过引入侵入性的移动遗传元素给细菌带来了严重的风险。为了应对这些威胁，细菌开发了各种防御系统，包括原核生物Argonautes（Pago）和DNA防御模块DDMDE系统。通过生化分析，结构测定和体内质粒清除分析，我们阐明了DDMDE的组装和激活机制，从而消除了小型多拷贝质粒。我们证明了一种类似pago的蛋白DDME充当催化性，DNA引导，靶向DNA靶向防御模块。在存在引导DNA的情况下，DDME靶向质粒并募集二聚体DDMD，其中包含核酸酶和解旋酶结构域。与DNA底物结合后，DDMD从自身抑制的二聚体转变为活性单体，然后沿着并裂解质粒。一起，我们的发现揭示了DDMDE介导的质粒清除的复杂机制，从而为针对质粒入侵的细菌防御系统提供了基本见解。
质粒消除质粒的分子机制。
原核生物与侵入性移动遗传因素（MGE）之间的进化武器竞赛导致出现了无数的宿主防御系统，这些系统提供了免受入侵MGE的免疫力（1）。这些免疫机制包括限制性修饰（R-M），CRISPR-CAS，ARGONAUTE，CBASS，SHEDU，LAMASSU和WADJET系统（2-10）。防御系统通过限制水平基因转移（HGT）来消除入侵MGE和塑造微生物群落和生态系统的关键作用（11，12）。由于众多分子基因工程工具起源于原核基因组防御系统，因此了解原核生物免疫系统不仅对于揭开原核宿主相互作用的动力学至关重要，而且对于开发具有生物技术和药物中应用的分子工具的动力学。在重要的人类病原体弧菌霍乱中，两个DNA防御模块称为DDMABC和DDMDE合作以消除质粒，并被认为在第七大流行O1 El Tor（7pet）菌株的进化中起着关键作用（13）。ddmabc是一种类似拉马苏的防御系统，已证明质粒和噬菌体激活后会触发流产感染（7、13、14）。相比之下，DDMDE系统直接作用于小质粒，从而导致其降解（13）。结构建模表明DDME是一种核