貴陽生物實驗室:有效的第三種遺傳側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)手段
當噬菌體感染細菌細胞時,它通常以兩種方式之一進行繁殖:(1)溶菌周期(lytic cycle),在此期間,噬菌體繁殖并裂解細菌細胞,從而導(dǎo)致新的噬菌體顆粒釋放;或者(2)溶原周期(lysogenic cycle),在此期間,噬菌體DNA整合到宿主基因組中并與宿主基因組一起復(fù)制。
在溶原周期中,某些刺激能夠觸發(fā)噬菌體DNA將其自身從宿主基因組中切除下來,與蛋白一起包裝成新的噬菌體顆粒,經(jīng)歷成熟后裂解宿主細胞。溶菌周期和溶原周期中釋放出來的噬菌體隨后能夠感染其他的細菌并轉(zhuǎn)移它們的DNA(除了噬菌體自身的DNA外,也包括來自宿主細胞的DNA)。
相比之下,在這項新的研究中,這些研究人員發(fā)現(xiàn),當噬菌體在它們的生命周期后期延遲切除時,側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)就會發(fā)生。在這種情形下,噬菌體啟動DNA復(fù)制,同時它們?nèi)匀皇撬拗骰蚪M的一部分,這會導(dǎo)致多個整合在宿主基因組中的噬菌體基因組出現(xiàn)。
隨后DNA包裝能夠在一些噬菌體基因組上啟動,從而導(dǎo)致細菌染色體DNA包裝和轉(zhuǎn)移到其他細菌,而其他的噬菌體基因組從宿主基因組中切除下來并導(dǎo)致正常的噬菌體成熟。
通過將宿主基因組的一部分轉(zhuǎn)化為能夠以極高的頻率在其邊界內(nèi)轉(zhuǎn)移任何遺傳元件的高移動性平臺,側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)擴展了可移動遺傳因子(mobile genetic element)的概念,遠遠超出了對可移動遺傳因子的現(xiàn)有定義。
發(fā)現(xiàn)這種高效的基因轉(zhuǎn)移模式可能有助于解釋細菌的快速進化,比如多藥耐藥菌株的產(chǎn)生。Chen觀察到,噬菌體是迄今為止地球上最為豐富的生物實體,并且遺傳轉(zhuǎn)導(dǎo)作為微生物進化的主要驅(qū)動因素之一的重要性從未像發(fā)現(xiàn)側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)那樣明顯。
在溶原周期中,某些刺激能夠觸發(fā)噬菌體DNA將其自身從宿主基因組中切除下來,與蛋白一起包裝成新的噬菌體顆粒,經(jīng)歷成熟后裂解宿主細胞。溶菌周期和溶原周期中釋放出來的噬菌體隨后能夠感染其他的細菌并轉(zhuǎn)移它們的DNA(除了噬菌體自身的DNA外,也包括來自宿主細胞的DNA)。
相比之下,在這項新的研究中,這些研究人員發(fā)現(xiàn),當噬菌體在它們的生命周期后期延遲切除時,側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)就會發(fā)生。在這種情形下,噬菌體啟動DNA復(fù)制,同時它們?nèi)匀皇撬拗骰蚪M的一部分,這會導(dǎo)致多個整合在宿主基因組中的噬菌體基因組出現(xiàn)。
隨后DNA包裝能夠在一些噬菌體基因組上啟動,從而導(dǎo)致細菌染色體DNA包裝和轉(zhuǎn)移到其他細菌,而其他的噬菌體基因組從宿主基因組中切除下來并導(dǎo)致正常的噬菌體成熟。
通過將宿主基因組的一部分轉(zhuǎn)化為能夠以極高的頻率在其邊界內(nèi)轉(zhuǎn)移任何遺傳元件的高移動性平臺,側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)擴展了可移動遺傳因子(mobile genetic element)的概念,遠遠超出了對可移動遺傳因子的現(xiàn)有定義。
發(fā)現(xiàn)這種高效的基因轉(zhuǎn)移模式可能有助于解釋細菌的快速進化,比如多藥耐藥菌株的產(chǎn)生。Chen觀察到,噬菌體是迄今為止地球上最為豐富的生物實體,并且遺傳轉(zhuǎn)導(dǎo)作為微生物進化的主要驅(qū)動因素之一的重要性從未像發(fā)現(xiàn)側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)那樣明顯。
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細胞實驗
本文鏈接: http://tv999.com.cn/news/8683.html
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