Z-form細胞外DNAは、細菌バイオフィルムマトリックスの構造成分です

バイオフィルムは、居住者の細菌を多様な環境ストレスから保護する自己形成された細胞外マトリックスを含む細菌によって採用されたコミュニティアーキテクチャであり、多くの種には、バイオフィルム開発全体の構造的完全性のために細胞外DNA（EDNA）およびDNABIIタンパク質が組み込まれています。ここでは、このEDNAベースのアーキテクチャがまれなZフォームに依存しているという証拠を提示します。Z-form DNAは、バイオフィルムが成熟し、DNABIIタンパク質による安定化により、バイオフィルムマトリックスに構造的完全性を付与します。実際、B-DNAをZ-DNAに駆動することが知られている物質はバイオフィルム形成を促進しましたが、Z-DNAをB-DNAに駆動するものは現存するバイオフィルムを破壊しました。重要なことに、我々は、タンパク質の普遍的な細菌DNabiiファミリーが、Z-form in situで細菌と宿主の両方のエドナを安定化することを実証しました。バイオフィルムの病因、自然免疫応答、および免疫回避におけるZ-DNAの役割を組み込むモデルが提案されています。

Biofilms are community architectures adopted by bacteria inclusive of a self-formed extracellular matrix that protects resident bacteria from diverse environmental stresses and, in many species, incorporates extracellular DNA (eDNA) and DNABII proteins for structural integrity throughout biofilm development. Here, we present evidence that this eDNA-based architecture relies on the rare Z-form. Z-form DNA accumulates as biofilms mature and, through stabilization by the DNABII proteins, confers structural integrity to the biofilm matrix. Indeed, substances known to drive B-DNA into Z-DNA promoted biofilm formation whereas those that drive Z-DNA into B-DNA disrupted extant biofilms. Importantly, we demonstrated that the universal bacterial DNABII family of proteins stabilizes both bacterial- and host-eDNA in the Z-form in situ. A model is proposed that incorporates the role of Z-DNA in biofilm pathogenesis, innate immune response, and immune evasion.