研究表明移动遗传元件可能会无意中抑制细菌免疫系统
细菌限制性修饰系统负责保护细胞免受外来遗传物质(例如噬菌体和质粒)的影响。免疫系统需要严格的调节，因为细菌和人类一样，可能会产生自身免疫反应——攻击它们自己的DNA。
Skoltech元基因组分析实验室负责人ArtemIsaev领导的一个研究小组研究了最早发现的细菌免疫系统之一EcoKI，发现细胞中质粒DNA的存在会导致限制性缓解的激活，内置免疫抑制程序。这种效应被称为质粒诱导的限制性缓解。当具有特殊性质的质粒进入细胞，与细胞内免疫发生冲突时，就会发生这种情况。结果发表在《核酸研究》杂志上。
质粒是一种可移动遗传元件，是细菌之间积极交换的环状DNA分子，从而导致它们在整个群体中快速传播。
“这一发现完全出乎我们的意料。我们研究了一种本应抑制EcoKI系统的蛋白质，但无法解释这些数据。然后我们猜测：质粒DNA本身是否会抑制细菌免疫?事实证明，具有特殊元件(EcoKI识别位点)的质粒的存在将EcoKI核酸酶吸引到质粒DNA上，从而能够降解该蛋白质。
“这个程序需要保护细胞免受细菌染色体上意外核酸酶的攻击，但事实证明，质粒DNA也可以充当‘海绵’，吸引EcoKI核酸酶并将其引导至蛋白水解，从而完全关闭细菌免疫力这对质粒本身也是有害的，因为细胞对噬菌体感染变得敏感，因此我们认为这种冲突是无意发生的，并且只是不同生物机制的复杂性的反映，这些机制有时可能相互干扰。”伊萨耶夫是该项目的负责人。
这些发现有助于更好地了解细菌重组过程，该过程允许单个DNA分子与其在细胞内的副本交换片段。细胞通过同源重组过程修复细菌基因组中的DNA断裂。这个过程还需要一个称为“Chi”位点的特殊序列。如果该位点被去除，双链断裂会导致受损DNA质粒完全降解。
“我们已经确定，为了触发限制性缓解，质粒需要一个Chi位点，即主动重组的能力。然而，在特殊条件下，如果我们去除负责主要重组途径的细胞成分(RecBCD和RecA)蛋白质)，我们仍然可以观察到限制的缓解。
主要作者MikhailSkutel和DariaYanovskaya解释说：“这表明细菌细胞中存在隐藏的或替代的重组途径，而这些途径在RecBCD和RecA存在的情况下不会表现出来。我们的新模型系统将有助于探索这些机制。”这项研究的作者是Skoltech生命科学项目的研究生。
