2026年3月18日，南方科技大学梁海华教授与陆军军医大学乐率副教授再度合作，在 《The EMBO Journal》 上发表了题为“Simultaneous inhibition of bacterial virulence and anti-phage defense systems by synergistic bacteriophage counter-defense proteins”的研究论文。该研究发现了铜绿假单胞菌噬菌体PaoP5中的新型蛋白Dap2，不仅抑制细菌的III型分泌系统（T3SS），还能直接抑制细菌的Lon蛋白酶，并与先前发现的Dap1蛋白协同作用，完全保护噬菌体DNA包装必需的核心元件HNH核酸酶不被Lon降解。

关键发现一：Dap2 双重抑制，兼顾抑菌毒力与自身存活

研究团队通过双质粒荧光报告系统筛选发现，噬菌体PaoP5的Dap2蛋白可特异性结合T3SS的转录激活因子ExsA，通过限制其DNA结合域的构象灵活性，显著下调exoS、exoY等关键毒力基因的表达。在小鼠急性感染模型中，表达Dap2的铜绿假单胞菌致病性大幅减弱，感染小鼠存活率从20%提升至100%。

同时，Dap2还具备抗防御功能：通过直接结合细菌Lon蛋白酶，阻止其降解噬菌体复制必需的HNH核酸内切酶。实验显示，敲除dap2的噬菌体PaoP5Δdap2基因组包装效率仅为20%，子代产量不足野生型的11%，而补充dap2或敲除lon基因可使包装效率恢复至70%以上。

图1  噬菌体蛋白Dap2通过与T3分泌系统调节因子ExsA相互作用来抑制细菌的致病性

关键发现二：Dap1/Dap2协同作战，破解单一抗防御局限

研究进一步揭示，Dap2与基因组相邻的Dap1蛋白形成协同抗防御系统（ADS）。Dap1通过物理结合直接屏蔽HNH的降解位点，Dap2则通过抑制Lon蛋白酶活性发挥作用，二者单独作用时仅能提供部分保护，联合使用时可完全阻断Lon介导的HNH降解。

双敲除dap1和dap2的噬菌体PaoP5Δdap1Δdap2形成的噬菌斑极小，空衣壳比例高达90%，子代爆发量仅为野生型的6.46%；而共表达Dap1和Dap2可完全恢复噬菌体的感染能力。基因组分析显示，dap1/dap2串联基因对在67株铜绿假单胞菌噬菌体中高度保守，证实该协同机制是噬菌体进化出的关键生存策略。

图2 Dap2和Dap1协同抵御Lon蛋白酶

临床价值：为噬菌体疗法优化指明方向

在小鼠噬菌体治疗实验中，野生型PaoP5可100%治愈铜绿假单胞菌感染，而PaoP5Δdap2和PaoP5Δdap1Δdap2治疗组小鼠全部死亡，且肝脏组织中噬菌体滴度显著降低、细菌载量持续升高。这表明Dap1/Dap2基因对是噬菌体发挥治疗效果的关键遗传决定因素。

研究团队指出，Dap2的双重功能为抗菌药物研发提供了双靶点设计思路：针对Dap2-ExsA相互作用界面可开发新型抗毒力药物，避免细菌产生耐药性；而Dap1/Dap2的协同机制为合成生物学改造噬菌体提供了依据，通过保留或强化这类抗防御基因，可显著提升噬菌体疗法的临床疗效。该研究不仅深化了对噬菌体-细菌共进化军备竞赛的理解，更为应对多重耐药菌感染提供了全新的技术路径与理论支撑。

参考文献

Zhao J, Zhu Y, Wang C, et al. Simultaneous inhibition of bacterial virulence and anti-phage defense systems by synergistic bacteriophage counter-defense proteins[J]. The EMBO Journal, 2026: 1-29.