Gabija、この名前はリトアニア神話の中でかまどと家庭守護の女神を代表している。自然界では、彼女が命名した免疫システムも似たような役割を果たしており、原核生物をファージから守っている。

Gabija免疫系は自然界で3番目に存在する原核生物免疫系であり、約15%の配列された細菌と古細菌ゲノムに存在する。その構成は簡単であるが、2つの遺伝子GajAとGajBから構成されているだけで、各種類のファージの侵襲を効率的に防ぐことができる。

科学者たちはGabijaシステムに好奇心を抱いてきたが、その作業メカニズムは長い間謎に包まれてきた。最近まで、武漢大学の王隆飛教授チームは華中科学技術大学の朱斌教授チームと協力して、Gabijaシステムの構造を解析することを通じて、その抗ファージの仕事のメカニズムを詳しく明らかにし、研究成果は「加速プレビュー」形式で『自然』誌に発表された。

Gabijaシステムの動作メカニズムは、ウイルスのDNAを正確に切断する不思議な「はさみ」のようなものだった。ウイルスが細菌に侵入すると、独自のゲノムを複製してRNAを転写し始め、その過程でNTPという物質が大量に消費されます。この時、GajAは鋭い探偵のように、NTPの変化を感知し、その「はさみ」のスキルを駆使して、ウイルスのDNA鎖を正確に切断し始めた。切り取られたDNA断片はGajBを刺激し、NTPレベルをさらに低下させ、ウイルスを逃げ場なくするための正のフィードバックのメカニズムを形成している。

論文の第一著者の一人である武漢大学薬学部博士課程の李静氏は、研究中、彼らは単粒子冷凍電子顕微鏡と生物化学などの技術手段を用いて、初めてGajA核酸酵素とDNA結合の活性化状態とATP結合の抑制状態を捉え、分子レベルからGabijaシステムの動作メカニズムを完全に説明したと紹介した。

Gabijaのメカニズムを明らかにする過程で、科学者たちは数え切れないほどの失敗と挑戦を経験した。2018年から、研究チームはコンピュータ分析を通じてGabijaシステムの機能と動作メカニズムを予測してきた。しかし、実際の研究では、この2つの酵素の活性は予測結果とは異なり、全く新しい未知のメカニズムであることが分かった。これは、ゼロから探索する必要があることを意味します。

左から：袁舞柳、李静、王隆飛、王の明、肖軍

また、同時に複数の国際チームも同様の研究を行っているため、競争は非常に激しい。しかし、息の合った協力とたゆまぬ努力によって、研究チームは最終的にGabijaとDNAが結合する肝心な瞬間を捉えることに成功し、その仕事のメカニズムを明らかにするために確かな証拠を提供した。

インタビュー

宋雅娟

ビデオ制作

肖春芳

科学的レビュー

李静

（武漢大学薬学部博士課程生）

規制

戦钊