내공생 박테리아는 이러한 유기체가 숙주 생물학과 인터페이스할 수 있도록 하는 복잡한 전달 시스템을 진화시켰습니다. 한 가지 예인 세포외 수축 주입 시스템 (eCIS)은 세포막을 통해 스파이크를 구동하여 진핵 세포에 단백질 페이로드를 주입하는 주사기 모양의 거대분자 복합체입니다. 최근 eCIS는 마우스 세포를 표적으로 하는 것으로 밝혀져 이러한 시스템이 치료 단백질 전달에 활용될 수 있는 가능성을 높였습니다. 그러나 eCIS가 인간 세포에서 기능할 수 있는지 여부는 아직 알려지지 않았으며 이러한 시스템이 표적 세포를 인식하는 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다.

이 연구에서는 Photorhabdus virulence cassette (PVC)에 의한 표적 선택이 곤충 병원성 박테리아 Photorhabdus asymbiotica의 eCIS가 PVC 꼬리 섬유의 원위 결합 요소에 의한 표적 수용체의 특정 인식에 의해 매개된다는 것을 보여줍니다. 또한 꼬리 섬유의 in silico 구조 유도 엔지니어링을 사용하여 인간 세포와 쥐를 포함하여 이러한 시스템에서 기본적으로 표적이 되지 않는 유기체를 대상으로 PVC를 재프로그래밍하여 효율이 100%에 근접할 수 있음을 보여줍니다. 마지막으로, 우리는 PVC가 Cas9, 기본 편집자 및 독소를 포함한 다양한 단백질 페이로드를 로드할 수 있고 기능적으로 인간 세포에 전달할 수 있음을 보여줍니다.

우리의 결과는 PVC가 유전자 치료, 암 치료 및 생물학적 제어에 가능한 응용 프로그램이 있는 프로그래밍 가능한 단백질 전달 장치임을 보여줍니다.