细菌免疫系统是原核生物中广泛存在的防御体系，能够通过识别并清除入侵的噬菌体等外源遗传元件而保护细菌。长期以来，科学家已知天然免疫系统通过蛋白酶级联反应来安全地激活毒性效应分子，这一机制在真核生物的细胞凋亡中尤为典型。而在细菌中，是否也存在类似策略，一直是未解之谜。陈美容/肖易倍/齐炼文团队在研究中鉴定出一个广泛存在的胰蛋白酶-MBL模块保守存在于多种细菌免疫系统，用于防御噬菌体感染。聚焦于Hachiman-胰蛋白酶-MBL系统，研究发现胰蛋白酶活性受到ATP的抑制，而MBL是一种自身抑制的DNA酶，其催化位点被两个插入环所阻塞。在感染时，Hamchiman感知外源DNA并水解ATP，从而激活相关的胰蛋白酶样结构域，该结构域特异性切割MBL插入环中丝氨酸残基之后的位置，解除抑制作用。激活后的MBL无差别地切碎细菌和噬菌体基因组，产生无核酸的“幽灵细胞”，从而引发受感染细菌的“流产感染”，以此阻断噬菌体的复制与传播。最后，通过冷冻电镜技术我们解析了该免疫系统激活的分子机制。
该工作阐明了一种广泛分布的免疫机制，其中核酸酶的蛋白水解激活能够实现对噬菌体的强效免疫，同时多层调控机制防止自身毒性，从而拓展了受调控蛋白水解所支配的免疫过程谱系。
该研究成果近日以“The anti-phage mechanism of a widespread trypsin-MBL defense module”为题发表在Nature Chemical Biology。我校药学院2021级硕士生黄平平、2023级硕士生刘静贤、2024级博士生郭丽洁、2024级硕士生沈凌波，以及华侨大学医学院徐冬旸副教授为该论文的共同第一作者。药学院陈美容教授、肖易倍教授，中药学院齐炼文教授，以及复旦大学噬菌体研究所吴楠楠副研究员为该论文的通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家自然科学基金创新研究群体项目、江苏省高校自然科学研究项目、中央高校基本科研业务费专项资金等项目的支持。
全文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-026-02252-8
蛋白酶-核酸酶偶联细菌免疫机制图
（供稿单位：药学院，撰写人：刘华）
