近日，Nucleic Acids Research正式发表了基础医学院李岩教授团队与西安交通大学第一附属医院、中国科学院武汉病毒研究所、武汉大学、英国帝国理工学院等单位合作完成的研究成果，题为 “A temperature-driven DNA discrimination strategy to distinguish E. coli DNA and phage 5hmC-modified DNA”（DOI: 10.1093/nar/gkaf501）。

该研究首次系统揭示了噬菌体T4通过温度驱动的构象变化机制，实现对自身与宿主DNA的识别与区分，并发现大肠杆菌进化出利用相同机制的“反击策略”，提出并命名了HREX系统（HmC-Recognizing EXonuclease），为细菌与噬菌体间长期的“分子军备竞赛”提供了全新范式。

研究表明，噬菌体T4编码的外切酶DexA具有独特的温度感应能力：在25°C下，DexA形成四聚体，优先降解宿主E. coli的未修饰DNA，用于提供核苷酸资源；而在37°C时则转变为二聚体结构，特异识别并切割5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）修饰的噬菌体自身DNA，参与基因组重组过程（如内含子归巢）。这一策略使噬菌体能够在不同生理状态下灵活切换“掠夺”与“自修复”功能。

更为重要的是，研究发现大肠杆菌自身编码的DexA同源蛋白EcD，其结构模拟DexA的二聚体状态，专一识别并降解5hmC修饰的噬菌体DNA，形成了对T4噬菌体的天然防御机制。这是一种“共用分子骨架、对立生物功能”的典型例证，展现出病毒与宿主在进化中共用一套机制进行彼此博弈的罕见现象。

该研究依托我校基础医学院与人畜共患传染病重症诊治全国重点实验室联合完成，李岩教授作为通讯作者之一，与西安交通大学刘冰教授、武汉病毒所袁帅研究员共同牵头合作完成。研究团队采用冷冻电镜（Cryo-EM）、X射线晶体学、核磁共振（NMR）与分子动力学模拟等多种先进手段，从结构到功能层面系统揭示了DexA的构象转变、底物选择机制及关键识别残基（如S87/D90调控寡聚状态，W152/D169参与5hmC识别）的作用。

本项工作不仅拓展了我们对细菌—噬菌体互作机制的认知边界，还为微生物基因工程、合成生物学和工业发酵过程中的噬菌体污染控制提供了潜在的分子工具与理论支持。