一种细胞膜上的“剪刀”蛋白，能在噬菌体注入DNA时直接将其剪断

区分自身与非自身是所有生命领域免疫系统的基本特征。真核生物通过模式识别受体识别病原体相关特征（如脂多糖、鞭毛蛋白）来实现区分，而细菌则利用流产感染系统识别噬菌体保守特征并激活效应器阻止噬菌体扩散。直接靶向外源核酸是另一种非自身识别形式，真核生物的RNA干扰途径和细菌的CRISPR-Cas、限制修饰系统均为此类，但是否存在其他机制一直未知。

本文鉴定的SNIPE系统是一种膜结合核酸酶。先前研究发现其能有效阻断大肠杆菌中λ噬菌体感染，命名为“表面相关核酸酶抑制噬菌体进入（SNIPE）”。实验表明，SNIPE不影响噬菌体吸附，但能在基因组注入时直接切割噬菌体DNA，且不影响质粒转化，说明其对噬菌体感染具有特异性。结构预测显示，SNIPE含N端跨膜结构域、中间DUF4041结构域和C端GIY-YIG核酸酶结构域，跨膜结构域将其锚定在内膜，DUF4041促进DNA结合，核酸酶结构域负责切割活性。缺失跨膜结构域会导致SNIPE定位到宿主DNA并产生毒性，而野生型SNIPE通过膜定位避免自身免疫。

进一步研究发现，SNIPE通过与宿主甘露糖通透酶复合物ManYZ结合，定位到噬菌体基因组注入位点。λ噬菌体依赖ManYZ进行基因组注入，SNIPE与ManYZ及噬菌体卷尺蛋白（TMP）相互作用，在注入过程中切割噬菌体DNA。对多种温和噬菌体的筛选显示，依赖ManYZ的噬菌体易受SNIPE防御，而不依赖者则防御效果较弱。此外，SNIPE能独立于ManYZ防御多数长尾噬菌体，通过DUF4041结构域与不同噬菌体TMP的相互作用实现广谱防御。

进化分析表明，SNIPE同源物广泛存在于细菌中，其N端区域和DUF4041结构域多样性较高，可能通过结合不同宿主或噬菌体蛋白来靶向不同噬菌体。SNIPE利用噬菌体基因组注入的空间组织特异性切割病毒DNA，代表了原核免疫系统中一种全新的自身与非自身区分策略，强调了针对病毒入侵早期阶段的宿主防御重要性。