NAR | 多聚核糖体分析应用：CARF调控Csm6对RNA的选择性切割提升分枝杆菌药物敏感性

CRISPR-Cas系统是细菌和古细菌的适应性免疫系统，其中III-A 型CRISPR-Cas系统是结核分枝杆菌复合体 (MTBC) 的独特特征，与致病性密切相关。研究表明，该系统在调节细菌毒力、基因表达和耐药性方面发挥重要作用，但其具体机制尚不清楚。

耻垢分枝杆菌作为非致病性模型菌虽缺乏CRISPR-Cas系统，但其遗传和生理特征与结核分枝杆菌高度相似。将结核分枝杆菌的III-A型系统导入该菌，可为研究Cas蛋白功能提供理想模型。

2025年7月2日，华中科技大学杨敏团队在Nucleic Acids Research上发表了一篇题为“CARF-dependent preferential RNA cleavage by Csm6 increases drug susceptibility of mycobacteria”的论文，发现Csm6是分枝杆菌中一种不依赖二价金属离子的ssRNA核糖核酸酶，其CARF结构域对活性极为重要。Csm6影响核糖体和分枝菌酸合成相关基因的表达，揭示了其在细菌应激反应中的作用。

【IF】16.6

研究团队发现重组Csm6可高效降解单链RNA，但对双链核酸无活性。其活性不受EDTA影响，不依赖金属离子。

CARF域的SGTP和HEPN域的R-X4-6-H是关键保守序列。cAMP可显著激活Csm6，其效应依赖于CARF域和HEPN活性位点。

二、Csm6优先切割宿主转录本的RNA

研究团队发现Csm6通过降解自有mRNA抑制基因表达。

RNA-seq结果显示，csm6表达株的核糖体基因大多下调，而CARF缺失突变恢复了这些基因的表达。

三、Csm6调节药物敏感性和应激反应

在利福平（RIF）、乙胺丁醇（EMB）和链霉素（STR）的药物敏感性测试中，Csm6表达菌株也表现出更高的敏感性。并且，Csm6表达未引起生长缺陷，也未触发SOS反应。

四、CARF结构域对Csm6在体内的生物功能起关键作用

研究团队发现Csm6蛋白通过其CARF结构域而非HEPN结构域，调控分枝杆菌对异烟肼等抗结核药物的敏感性。

在耻垢分枝杆菌和卡介苗中，敲除Csm6的CARF结构域消除了Csm6介导的药物敏感性，并在卡介苗中观察到Csm6表达株中分枝菌酸生物合成基因的下调。

总结

本研究揭示了Csm6蛋白在CRISPR-Cas系统中的关键作用，尤其是在耻垢分枝杆菌中的功能。Csm6通过优先裂解宿主RNA，调控核糖体和分枝菌酸合成，进而影响细菌翻译水平和药物敏感性。此外，CARF结构域在Csm6的功能中起决定性作用，揭示了CRISPR-Cas系统在分枝杆菌中的功能多样性。

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