韩文元(右一)团队在试验室。■本报记者 李思辉 练习生 张曦月“折戟沉沙铁未销，自将磨洗认前朝。春风
韩文元(右一)团队在试验室。■本报记者 李思辉 练习生 张曦月“折戟沉沙铁未销，自将磨洗认前朝。春风不与周郎便，铜雀春深锁二乔。”湖北赤壁，三国古疆场，因一场触目惊心的年夜战而驰名，这一战中孔明（诸葛亮）的智谋被人们称道至今。克日，华中农业年夜学教学韩文元团队在《迷信》宣布最新研讨，提醒了“孔明体系”细菌免疫防备机制。韩文元告知《中国迷信报》，团队将这项新发明的机理定名为“孔明体系”，因其与孔明的疆场策划一模一样，偶合的是，定名之时他恰好在湖北赤壁。据先容，这一细菌免疫防备机制“借用”了噬菌体本身身分激活免疫反映的奇妙方法，开启了人们懂得细菌与噬菌体间生活博弈的全新视角。一眼就认定“会是个有意思的发明”2023年5月的一个凌晨，华中农业年夜学博士生曾志锋像平常一样，目不转睛地盯着生物信息学数据看。屏幕上一簇特别的基因组序列惹起了他的留神。这组基因簇位于细菌“防备岛”——细菌免疫体系基因凑集区邻近，由3个基因形成——腺苷脱氨酶、HAM1样非典范嘌呤NTP焦磷酸酶跟含SIR2样构造域的卵白。曾志锋先容，在真核生物中，上述3个基因的同源卵白分辨承当着核苷酸代谢、疾病把持跟延缓朽迈等功效，但它们在细菌中竟以“成簇”的情势呈现，且紧邻防备体系，这让他忽然想到“它们或者能构成一套全新的抗噬菌体兵器”。临时的研讨让团队成员练就了科研“慧眼”。曾志锋事先就有预见，假如把这个“特别的基因簇”的机制剖析明白，必定会是个有意思的发明。怀着高兴的心境，曾志锋敲开了导师韩文元办公室的门。彼时，团队刚实现一项细菌免疫范畴的严重冲破，正需寻觅新偏向。曾志锋向韩文元论述了这个新鲜的研讨偏向。韩文元给出确定回答。就如许，一个新的科研名目启动了。科研不是一件“苦年夜仇深的事件”从2023年5月启动研讨到2024年9月论文送审《迷信》，仅用了一年多时光，法门安在？韩文元以为要害是兴致。他告知《中国迷信报》：“科研不是一件‘苦年夜仇深’的事件，而是充斥兴趣的，兴致是最年夜的能源。”在团队成员的眼中，韩文元可谓科研“劳模”，多少乎天天都能见到韩教师，他乃至年夜年终一下战书就回到试验室持续任务，只由于“释怀不下”。导师对科研的酷爱，沾染了团队成员。当团队将基因簇分解后，他们选用近百种噬菌体对该体系的心理功效停止测试。试验进程中，一些主要试验仪器须要预定，团队成员偶然须要比及清晨两点，接到告诉后再赶去测试样品。2023年10月的一个下战书，团队迎来要害时辰。经由数百次实验，他们发明非典范核苷酸dITP竟是激活KomB-KomC卵白复合物的“钥匙”。“那一刻，感到‘春风’来了，全部线索霎时贯穿。”曾志锋说。这项冲破让团队备受鼓励。各人群策群力，经由大批体内试验跟体外生化试验，终极验证了该体系在年夜肠杆菌内确切可能发生激活KomBC的“第二信使”dITP。昔人聪明付与科研“风趣的魂魄”“这个体系像孔明老师，用的是‘草船借箭’的计策。”谈及定名，曾志锋颇为满足。2024年9月，论文宣布前夜，《迷信》审稿人发起，为这一新发明付与一个“更有特点的名字”。彼时，韩文元正从长沙前往武汉，路过赤壁古疆场。窗外，风拂过长江江面，三国烽火好像昨日——诸葛亮以草船智取曹军十万箭矢，以敌之资，破敌之谋。这与韩文元跟团队发明的免疫机制不约而同：当噬菌体（病毒）入侵时，其携带的脱氧核苷酸激酶（DNK）竟被细菌“征用”，协同KomA将一般核苷酸dAMP转化为旌旗灯号分子dITP。后者激活KomB-KomC复合体，降解细胞内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+），经由过程“动力干涸”战术杀逝世被沾染细胞，从而阻断噬菌体传布。“噬菌体带着‘箭’（DNK）来攻城，细菌却借‘箭’禁止其传布，这不是‘草船借箭’吗？”曾志锋说。受这一特点启示，研讨团队以“草船借箭”故事中老谋深算的军事家孔明为其定名，寄意该体系像孔明一样，奇妙应用噬菌体的身分实现免疫旌旗灯号通路。更妙的是，噬菌体不“坐以待毙”。以T5噬菌体为例，它能够“料敌先机”从而躲过攻打，其排泄的Dmp酶可精准降解dAMP，堵截dITP分解门路，演出“反截粮草”的戏码。而“孔明体系”会经由过程模块化重组实现疾速退化。在细菌免疫的微不雅疆场上，一场场攻防转换的“兵家之战”一直演出。“孔明体系”的发明，不只弥补了细菌免疫实践的空缺，另有很年夜的利用潜力。据先容，现在，人体核苷酸异样检测依附昂贵的年夜型仪器，而“孔明体系”对dITP的特异性辨认，无望助力便携式检测东西开辟、遗传代谢病诊断以及抗癌药物疗效监测。“微生物天下的‘兵书’或者能改写人类医疗史。当迷信感性赶上文明灵感，‘孔明体系’便成了那阵托起科研冲破的‘春风’。”韩文元说。相干论文信息：https://doi.org/10.1126/science.ads6055
