2025年2月21日，北京时间国际学术期刊《科学》杂志发表了华中农业大学韩文元教授团队题为“Base-modified nucleotides mediate immune signaling in bacteria（碱基修饰核苷酸介导细菌免疫信号通路）”的研究结果。该结果揭示了一种细菌抗噬菌体（病毒）免疫信号通路，称为“孔明系统”（Kongming），该机制通过“借用”噬菌体自身成分来激活免疫反应，为了解微生物之间的生存博弈开辟了新的视角。
在微观世界里，攻防战每天都在细菌和病毒之间进行。核苷酸分子长期以来被认为是关键的“信号兵”，生物体内的信号传输就像一个精确的通信网络。环状核苷酸发现于20世纪50年代(如campp)、cGMP）科学家们已经分析了它在代谢调节和免疫反应方面的核心作用，并多次获得诺贝尔奖。与环状核苷酸的免疫作用不同，非典型核苷酸在过去被普遍认为不起任何生理作用。然而，通过基因分析，研究团队锁定了KomA(孔明A)、KomB（孔明B）、KomC由三种蛋白质组成的防御系统(孔明C)。当噬菌体入侵时，它携带的脱氧核苷酸激酶（DNK）意外成为激活细菌免疫的“开关”：KomA与DNK合作，核苷酸（dAMP）转换为特殊信号分子DITP。这种分子可以触发NAD，KOMC蛋白分解细胞中的关键物质⁺，由于“能量枯竭”，噬菌体无法复制。令人惊讶的是，该系统巧妙地利用入侵者携带的酶来完成防御，就像诸葛亮在三国时期的“草船借箭”一样，因此被命名为“孔明系统”。这种碱基修饰核苷酸的信号传导模式突破了环状核苷酸作为信号分子的经典理论体系，首次证实非典型核苷酸也具有免疫调节功能。
△孔明信号通道免疫机制(左侧)和噬菌体免疫逃逸机制(右侧)
研究表明，“孔明系统”广泛存在于各种细菌中，其模块化结构（核心KOMB-KOMC与可变KOMA）表明自然界中可能有更未知的核苷酸信号系统。该发现不仅为细菌免疫研究提供了新的方向，而且具有医学应用潜力：便携式核苷酸检测工具可以帮助诊断和监测遗传代谢疾病（如ADA缺乏症），突破现有检测技术依赖大型仪器的局限性。
△本研究(蓝框)与经典免疫信号通道的比较
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