水平基因转移可以引发细菌进化的快速转变 。由多种可移动的遗传元件,特别是噬菌体和质粒在物种内部和物种之间共享基因的能力支撑了这种细菌的特殊的适应性 。然而,侵入性的移动遗传元件也可能带来严重的风险;因此,细菌已经进化出了一系列的防御措施 。
近日,瑞士洛桑联邦理工学院MilenaJaskólska,DavidW.Adams和MelanieBlokesch作为共同作者在Nature上发文:TwodefencesystemseliminateplasmidsfromseventhpandemicVibriocholerae 。在这里,作者确定了在弧菌El-Tor菌株中的两个质粒防御系统 。El-Tor菌株是导致正在进行的第七次霍乱大流行的菌株 。作者将新发现的两个质粒防御系统称为DdmABC和DdmDE系统,其编码基因位于大流行菌株标志性的两个主要致病岛中 。作者展示了这两个系统通过降解协同快速消除多拷贝小质粒 。此外,DdmABC系统在细菌中广泛存在,能抵抗噬菌体的感染,引发细胞自杀(流产感染,abortiveinfection简称Abi) 。值得注意的是,作者继续展示了通过Abi-like机制,DdmABC增加了细菌维持低拷贝数接合质粒的负担,包括广宿主IncC多药抗性质粒,DdmABC对携带质粒的细胞产生了反选择的适应性劣势 。作者的结果回答了长期存在的问题:为什么质粒在环境株中大量存在,却在大流行毒株中罕见 。作者的结果也为了解抗生素耐药质粒的传播提供了新见解,并对塑造了流行性霍乱弧菌最成功的进化的两种防御系统之间的相互作用提供了深刻的见解 。
霍乱弧菌(霍乱弧菌的主要致病物质是)
【霍乱弧菌的主要致病物质是 霍乱弧菌】然而,质粒DNA是如何与内源基因组DNA区分开来的尚不清楚 。一个吸引人的可能性是,DdmE作为一个类似pAgo的DNA传感器来指导DdmD解旋酶-核酸酶的活性 。未来的工作仍然需要区分Ddm活性的有益后果和驱动这些系统进化的因素,特别是考虑到DdmABC对单个细胞来说代价高昂,尽管它有能力提供种群水平的保护 。
(杨佳玮摘译)
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