上海
撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
细菌与感染它们的病毒（噬菌体）之间始终处于一场持续不断的“军备竞赛”中，而它们演化出的防御武器，远比科学家想象的更加奇特。
其中，防御相关逆转录酶（Defense-associated reverse transcriptase，DRT）是一类细菌用来抵御噬菌体感染的多样化酶家族，其通过多种独特且不同的 cDNA 合成机制，保护细菌免受噬菌体感染。然而，许多 DRT 的功能和作用机制，目前仍不清楚。
2026 年 10 月 12 日，哥伦比亚大学的研究人员在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：Antiviral immunity via telomerase-like reverse transcription in bacteria 的研究论文。
该研究发现了一种此前未知的抗病毒防御系统——DRT10，该系统能够以 RNA 为模板，合成出长而重复的 DNA 链，这一系统的核心机制是一种逆转录酶，其作用方式与著名的端粒酶极为相似，端粒酶是维持真核生物染色体末端保护性帽结构的关键酶。这一发现不仅为日益丰富的细菌免疫策略名录增添了一个新成员，也暗示了细菌防御酶与保护我们自身基因组的端粒酶之间可能存在深刻的进化上的亲缘关系。
在这项最新研究中，研究团队鉴定出一种新的抗病毒防御系统——DRT10，它与一种非编码 RNA（ncRNA）结合，催化串联重复 DNA 的连续性、蛋白质引物介导的合成。逆转录以具有特定序列模式和模板边界元件的定义区域 ncRNA 为模板进行，这两个特征在不同物种中保守，并且对 DNA 重复序列的添加至关重要。
冷冻电镜重建显示了一种出人意料的 2:1 结构，其中两个逆转录酶单体分别结合在伪对称 ncRNA 的两侧。生化实验进一步表明，每个逆转录酶单体均逆转录其所在 ncRNA 一侧的模板，但仅有一个产生长重复产物，该产物的模板由两个侧翼茎环锚定结构之间的距离决定。这种迭代且具有边界限定的 cDNA 合成方式，与真核生物端粒酶介导的端粒重复序列添加机制存在直接相似性。
对不同生命域中逆转录酶的系统发育分析表明，端粒酶与 DRT 家族共同构成一个单系演化支，提示其 DNA 聚合活性可能具有共同起源。也就是说，在人类中影响衰老和癌症的端粒酶，可能是细菌用来对抗噬菌体的防御武器的进化后裔或近亲。
结合此前对 DRT2、DRT3 和 DRT9 的研究，这些新发现揭示了尽管不同 DRT 在结构上差异显著，但其 RNA 模板指导的 DNA 重复序列添加过程，均遵循一种保守的分子机制逻辑，并拓展了细菌抗病毒免疫中基于逆转录策略的多样性。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-026-11250-8
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