Nature：道高一尺，魔高一丈，噬菌体重新合成NAD+以对抗细菌免疫系统

细菌通过多种抗噬菌体防御系统来抵御噬菌体感染，最近的一系列的研究证明，其中许多防御系统在应对感染时可以通过将细胞内的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）分解为ADP-核糖（ADPR）和烟酰胺（Nicotinamide），以消耗NAD+。而NAD+是噬菌体感染过程中所必需的分子，NAD+的清除会阻碍噬菌体的复制。

2024年9月25日，以色列魏茨曼科学研究所的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：Phages reconstitute NAD+ to counter bacterial immunity 的研究论文。

该研究发现了噬菌体通过重新合成NAD+以对抗细菌的抗病毒防御系统，揭示了病毒（噬菌体）独特的免疫逃逸新策略，它们能够重新构建被细菌的抗病毒防御系统耗尽的NAD+，从而克服宿主（细菌）免疫。

该研究显示，相当一部分噬菌体拥有能够在感染细胞中将NAD+从其降解产物中重新合成的酶促通路。

该研究描述了NAD+重建通路1（NAD+ Reconstitution Pathway 1，NARP1），这是一种两步过程，其中一种酶（ADPR-PP合成酶）将ADP-核糖（ADPR）磷酸化生成ADPR焦磷酸（ADPR-PP），第二种酶（烟酰胺ADPR-转移酶）将ADPR-PP和烟酰胺（Nicotinamide）结合生成^NAD+。

NARP1

编码NARP1的噬菌体能够克服一系列细菌抗病毒防御系统（包括Thoeris、DSR1、DSR2、SIR2-HerA和SEFIR防御系统），这些防御系统都是通过耗尽NAD+作为其防御机制的一部分。系统发生分析显示，NARP1主要存在于噬菌体基因组中，这表明它在对抗细菌防御机制方面具有噬菌体特异性功能。

而第二条通路NARP2，它允许噬菌体通过使用与ADPR-PP不同的代谢物来合成NAD+，从而克服细菌的抗病毒防御机制。

NARP2

这项研究表明，病毒（噬菌体）采用了一种独特的免疫逃逸策略，它们能够重新构建被细菌的抗病毒防御系统耗尽的^NAD+，从而克服宿主（细菌）免疫。

研究揭示了两种NAD+重建通路（NARP1和NARP2），这些通路使噬菌体能够克服细菌的抗病毒防御系统。这项研究不仅揭示了噬菌体独特的免疫逃逸策略，还可能对理解细菌和噬菌体之间的相互作用以及开发新的抗菌策略具有重要意义。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07986-w