细菌的噬菌体防御系统存在协同作用

细菌对噬菌体的防御涉及不同的防御系统单独和同时行动，但它们的相互作用仍然知之甚少。Yi Wu等发表在Cell Host & Microbe上的文章《Bacterial defense systems exhibit synergistic anti-phage activity》研究了42.925个细菌基因组中的100多个防御系统，并确定了它们非随机共现和负相关的许多实例。

细菌进化出许多不同的活性免疫机制以及流产感染机制来抵御噬菌体捕食。细菌防御系统采用的机制包括噬菌体基因组或蛋白质传感-降解，引入修饰的核苷酸以消除噬菌体复制，以及导致流产感染的多种传感机制，导致宿主细胞休眠或死亡。然而，许多(以至于大多数)细菌防御系统的作用机制仍然未知。

Yi Wu等报告了对 26.362 个大肠杆菌基因组以及来自四个细菌目(Enterobacterales、Bacillales、Burkholderiales和Pseudomonadales)的完整基因组中防御系统的共生的综合分析，以研究不同防御系统之间的相互作用在抗噬菌体免疫中的作用。

研究结果表明，防御系统的共生在大肠杆菌系统群和分类群之间差异很大，并且与它们在基因组中的共定位没有直接关系。实验证明大肠杆菌中几对非随机共生和负相关的防御系统存在协同相互作用，为细菌种群提供了进化优势。此外，还发现一些与大肠杆菌负相关的防御系统在其他细菌分类群中共存，并且还可以协同保护特定噬菌体。这些发现表明，选择强大的免疫力，而不是机制上的不相容性，是塑造细菌防御系统库的主要驱动力。