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细菌DNA在病毒包内被传递,其数量比先前认为的要大

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

据新的研究提示,细菌相互间交换基因的频度可能比以往认为的要更为频繁,且涉及甚至更多的遗传物质的转移。作者说,这样一种强劲且频繁的基因水平转移(HGT)形式或可解释细菌始终具有产生基因变异、快速适应不同环境及广泛播散编码关键存活因子的基因(如抗生素耐药基因)的能力。噬菌体是可在大多数细菌中发现的寄生病毒,它们是HGT的关键载体。噬菌体会利用细菌宿主的DNA复制细胞器来转录、切割及包装其DNA至病毒衣壳(即病毒的蛋白壳)内,产生能感染其它细胞的噬菌体颗粒。在这个过程中,某些细菌DNA可能也被包装和转移,但这一被称作细菌转导的机制被认为是罕见且偶然的。如今,John Chen和同事揭示了一种转导模式,其发生频率比过去所观察到的要高1000倍。他们所研究的是感染了原噬菌体的金黄色葡萄球菌,原噬菌体是已经被整合到细菌基因组中的噬菌体基因组;他们发现,原噬菌体只是在病毒生命周期的晚期才从细菌的染色体中分割而出。其结果是,噬菌体DNA会在仍然结合于细菌基因组内的时候就被复制,而病毒和细菌DNA都得到切割并装入到病毒衣壳之内。由于噬菌体会用DNA填充其衣壳直至它们被填满,因此邻近的细菌DNA也被并入到衣壳内。作者说,细菌的毒力和抗生素抵抗基因常常有与病毒切割处相近,因此,转导可促成耐药性的快速传播。他们怀疑,他们所发现的机制在细菌中是普遍存在的;他们目前正将其研究扩展至其它类型的细菌。Alan Davidson在一则相关的《视角》中对这些发现的意义进行了探讨。

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