Пропариотические белки Schlafen расщепляют тРНК в ходе иммунитета CRISPR типа III

Нуклеазы Schlafen ограничивают вирусные инфекции у млекопитающих за счёт расщепления собственных РНК; однако их функция и механизм в протеобактериальном иммунитете неизвестны. В настоящей работе мы обнаруживаем ассоциированные с CRISPR белки Schlafen (Cash), содержащие домен Schlafen, слитый с Csx15 — неохарактеризованным представителем нитроклеотидсвязывающих сенсоров родства Россманна. Cash активируется циклическим тетра-аденилатом (cA₄), продуцируемым при интерференции CRISPR типа III, и вызывает токсичность для клетки путём расщепления тРНК, преимущественно в T-петле. Структуры Cash из бактерии Chloroflexi, полученные методом крио-электронной микроскопии, демонстрируют неактивный додекамер, образование филамента при связывании cA₄, что выравнивает каталитические интерфейсы, а также молекулярные основы распознавания субстрата и расщепления в комплексе с тРНК. Мы идентифицируем многочисленные семейства прокариотических белков Schlafen, ассоциированных с различными противовирусными системами защиты и характеризующихся уникальными сенсорными доменами. Эта работа подчёркивает истощение тРНК нуклеазами Schlafen как эволюционно повторяющуюся антивирусную стратегию и выявляет механистические различия между Cash и человеческими членами семейства Schlafen. Нуклеазы Schlafen ограничивают вирусную инфекцию у млекопитающих путём расщепления собственных РНК. Здесь мы идентифицируем бактериальные нуклеазы Schlafen как компоненты противофаговых систем CRISPR типа III, которые ограничивают вирусную инфекцию через истощение тРНК.