東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻の石川潤一郎大学院生、米山幹太大学院生、先端科学技術研究センターの西増弘志教授らの研究チームは、国立健康危機管理研究機構の氣駕恒太朗博士、東京大学大学院工学系研究科の鈴木勉教授らと共同で、大腸菌の持つRetron-Eco7が抗ファージ防御機構として機能する分子メカニズムを解明しました。Retronは1980年代に細菌から発見された遺伝要素であり、逆転写酵素（RT）、非コードRNA（ncRNA）>、および、様々なエフェクタータンパク質から構成されます。
RetronにコードされたRTがncRNAを鋳型として逆転写することで、特殊な構造を持つRNA–DNAハイブリッド分子（msDNA）が産生されることが知られていましたが、その生物学的役割は40年近く不明のままでした。
しかし、最近の研究から、Retronはファージ感染に対する防御機構として機能することが明らかになってきました。多様なRetronの中でも、大腸菌のRetron-Eco7はエフェクタータンパク質としてPtuAとPtuBを持ちますが、その作動メカニズムは不明でした。
今回、研究チームは、PtuAとPtuBが毒性を示す複合体を形成し、大腸菌の生育を抑制することを明らかにしました。さらに、クライオ電子顕微鏡を用いた構造解析の結果、PtuA–PtuB複合体はRT–msDNA複合体と結合し、RT–msDNA–PtuA–PtuB複合体（Retron-Eco7複合体と命名）を形成し、PtuA–PtuB複合体の毒性が抑制されていることがわかりました。
一方、ファージが大腸菌に感染すると、ファージ由来のD15ヌクレアーゼがRetron-Eco7複合体中のmsDNAを切断し、PtuA–PtuB複合体がRT–msDNA複合体から解離し、大腸菌のチロシンtRNA（tRNA^Tyr）が切断され、細胞死が引き起こされることが明らかになりました。すなわち、Retron-Eco7は、ファージに感染した大腸菌が自ら死ぬことでファージの増殖を抑え、細菌集団全体を感染から防御する集団免疫機構として機能することが明らかになりました。
本成果は、2025年12月2日（英国時間）に英国科学誌「Nature Communications」オンライン版に掲載されました。