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The bacterial defense system MADS interacts with CRISPR-Cas to limit phage infection and escape
Cell Host & Microbe ( IF 20.6 ) Pub Date : 2024-08-01 , DOI: 10.1016/j.chom.2024.07.005 Alice Maestri 1 , Benoit J Pons 1 , Elizabeth Pursey 1 , Charlotte E Chong 2 , Sylvain Gandon 3 , Rafael Custodio 1 , Anna Olina 1 , Aleksei Agapov 1 , Matthew A W Chisnall 1 , Anita Grasso 1 , Steve Paterson 4 , Mark D Szczelkun 5 , Kate S Baker 2 , Stineke van Houte 1 , Anne Chevallereau 6 , Edze R Westra 1
Cell Host & Microbe ( IF 20.6 ) Pub Date : 2024-08-01 , DOI: 10.1016/j.chom.2024.07.005 Alice Maestri 1 , Benoit J Pons 1 , Elizabeth Pursey 1 , Charlotte E Chong 2 , Sylvain Gandon 3 , Rafael Custodio 1 , Anna Olina 1 , Aleksei Agapov 1 , Matthew A W Chisnall 1 , Anita Grasso 1 , Steve Paterson 4 , Mark D Szczelkun 5 , Kate S Baker 2 , Stineke van Houte 1 , Anne Chevallereau 6 , Edze R Westra 1
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The constant arms race between bacteria and their parasites has resulted in a large diversity of bacterial defenses, with many bacteria carrying multiple systems. Here, we report the discovery of a phylogenetically widespread defense system, coined methylation-associated defense system (MADS), which is distributed across gram-positive and gram-negative bacteria. MADS interacts with a CRISPR-Cas system in its native host to provide robust and durable resistance against phages. While phages can acquire epigenetic-mediated resistance against MADS, co-existence of MADS and a CRISPR-Cas system limits escape emergence. MADS comprises eight genes with predicted nuclease, ATPase, kinase, and methyltransferase domains, most of which are essential for either self/non-self discrimination, DNA restriction, or both. The complex genetic architecture of MADS and MADS-like systems, relative to other prokaryotic defenses, points toward highly elaborate mechanisms of sensing infections, defense activation, and/or interference.
中文翻译：
细菌防御系统 MADS 与 CRISPR-Cas 相互作用以限制噬菌体感染和逃逸
细菌与其寄生虫之间不断的军备竞赛导致了细菌防御的多种多样，许多细菌携带多个系统。在这里，我们报告了一种系统发育上广泛分布的防御系统的发现，创造了甲基化相关防御系统 （MADS），它分布在革兰氏阳性菌和革兰氏阴性细菌中。MADS 与其天然宿主中的 CRISPR-Cas 系统相互作用，以提供对噬菌体的强大而持久的抵抗力。虽然噬菌体可以获得表观遗传介导的对 MADS 的抗性，但 MADS 和 CRISPR-Cas 系统的共存限制了逃逸出现。MADS 由 8 个基因组成，这些基因具有预测的核酸酶、ATP 酶、激酶和甲基转移酶结构域，其中大多数对于自我/非自我区分、DNA 限制或两者兼而有之是必需的。相对于其他原核防御，MADS 和 MADS 样系统的复杂遗传结构指向了感知感染、防御激活和/或干扰的高度复杂的机制。
更新日期：2024-08-01
中文翻译：
细菌防御系统 MADS 与 CRISPR-Cas 相互作用以限制噬菌体感染和逃逸
细菌与其寄生虫之间不断的军备竞赛导致了细菌防御的多种多样，许多细菌携带多个系统。在这里，我们报告了一种系统发育上广泛分布的防御系统的发现，创造了甲基化相关防御系统 （MADS），它分布在革兰氏阳性菌和革兰氏阴性细菌中。MADS 与其天然宿主中的 CRISPR-Cas 系统相互作用，以提供对噬菌体的强大而持久的抵抗力。虽然噬菌体可以获得表观遗传介导的对 MADS 的抗性，但 MADS 和 CRISPR-Cas 系统的共存限制了逃逸出现。MADS 由 8 个基因组成，这些基因具有预测的核酸酶、ATP 酶、激酶和甲基转移酶结构域，其中大多数对于自我/非自我区分、DNA 限制或两者兼而有之是必需的。相对于其他原核防御，MADS 和 MADS 样系统的复杂遗传结构指向了感知感染、防御激活和/或干扰的高度复杂的机制。
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