Nature：病毒编码的tRNA中和了PARIS抗病毒防御系统

蒙大拿州立大学的科学家们几十年来一直在研究独特的免疫系统，微生物和细胞生物学系的一个研究小组又向前迈出了一步，他们的研究成果发表在《自然》杂志上。

8月7日发表的论文题为“病毒编码的tRNA中和了PARIS抗病毒防御系统”，由于研究结果的重要性，该杂志迅速发表了这篇论文。密歇根州立大学的博士生Nate Burman和Blake Wiedenheft教授以及来自法国、俄罗斯和瑞典的其他六位密歇根州立大学的科学家和合作者是该研究的主要作者。

这项研究探索了细菌用来保护自己免受病毒感染的PARIS免疫系统。与噬菌体抗限制诱导系统(Phage Anti-Restriction Induced System，简称PARIS)的合作建立在Wiedenheft正在进行的CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)研究的基础上，Wiedenheft是该领域的国际领先科学家。

“在自然界中，crispr是细菌适应性免疫系统家族的一部分，但科学家们已经将这些免疫系统重新定位为可编程的分子手术刀，现在被用来修复受损的DNA，用于挽救生命的治疗，”Burman说，他正在开始他的博士研究的第三年。但crispr并不是唯一存在的细菌免疫系统。PARIS的独特之处在于它识别病毒蛋白质而不是核酸。这与人类免疫反应的工作原理相似。巴黎与人类免疫系统完全不同，但概念上的类比很有趣。”

论文中一个重要的新发现是第一张完整的巴黎系统的图像。为了生成这幅图像，Burman使用了密歇根州立大学的一种独特的超高倍显微镜。这是全国很少有校园能够使用的设备，位于密歇根州立大学的Cryo-EM核心设施中，密歇根州立大学是该地区第二所在2021年获得该设备的大学。

“使用密歇根州立大学最新的冷冻电子显微镜，内特能够‘看到’细菌细胞内部形成的PARIS复合体，”Wiedenheft说。“想到我们现在可以窥视细胞内部，看到维持生命或保护生命免受感染所必需的机器，真是太疯狂了。”

PARIS的结构揭示了一个螺旋桨形状的复合体，它消耗ATP或能量，以寻找入侵的病毒蛋白质。检测到外来蛋白质会触发一种毒素的释放，这种毒素会阻止病毒复制，保护健康细胞。

Burman说，有许多PARIS免疫系统以不同的方式运作，这项研究的下一步将包括确定激活这些系统的触发因素。了解PARIS如何识别病毒攻击并启动反应，可以促进对不同类型免疫如何提供保护的理解，包括在细菌以外的生物体中。

随着Wiedenheft实验室的研究人员继续在结构生物学的前沿工作，Burman说，机构对他们科学工作的支持为科学家们培养了一个合作的领域，无论他们处于职业生涯的哪个阶段。Burman自己在波兹曼的研究经历始于他在海伦娜卡罗尔学院(Carroll College)读本科时，当时他参加了密歇根州立大学(MSU)的本科生研究经历(REU)。现在，他很高兴有机会成为后辈年轻科学家的导师。

“布莱克的支持是巨大的，他真的推动我们思考小蛋白质，它们在自然界中是如何工作的，以及我们如何以新的方式使用它们，”Burman说。