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噬菌体(或噬菌体)病毒感染和寄生感染细菌。这些噬菌体可以将从一个细菌DNA转移到另一个通过一个过程称为基因转导。这被认为是主要是细菌进化和获得抗生素耐药性和毒力因子,加速新的和越来越致病菌株的出现。到目前为止,两个已知基因转导机制是:广义和专门的转导。60多年来,因为他们发现由美国科学家和诺贝尔奖获得者约书亚莱德博格,这两种机制在基因转导的唯一机制。
在一篇发表在《科学》杂志10月12日,2018年,研究小组由新加坡国立大学医学和格拉斯哥大学的报告发现三分之一的传导模式。称为横向传导,这种新模式似乎是最有力的手段,转导还发现,有能力转移大部分细菌染色体(几百个碱基)之间的细菌以极高的频率。
当一个噬菌体感染细菌细胞,它通常繁殖两种方式中的一种:(1)裂解周期,噬菌体的繁殖和溶解细胞,导致新的噬菌体颗粒的释放;或(2)溶原性周期的DNA结合到噬菌体宿主基因组和复制的主机基因组。在(2)中,某些刺激可以引起DNA噬菌体减少本身的宿主基因组(切除),将与蛋白质组装成新的噬菌体颗粒(包装),接受成熟和宿主细胞溶解。发布的噬菌体(1)和(2)可以感染其他细菌和转移他们的DNA,其中包括宿主细胞的DNA。
相反,研究人员,由新加坡国立大学医学助理教授约翰·陈,发现横向转导噬菌体时延时切除在其生命周期。相反,噬菌体启动DNA复制时仍在宿主基因组的一部分,导致多个集成噬菌体的基因组。DNA包装可以发起一些基因组,导致包装和染色体DNA转移至其他细菌,而其他噬菌体基因组切除,导致正常的噬菌体的成熟。
陈助理教授说,“横向传导的概念提升移动DNA遗传成分远远超出定义的元素,通过将基因组片段转换为hypermobile平台能够转移任何基因的元素在他们的边界在极高频率。”
这种高效的基因转移模式的发现有助于解释的快速进化细菌发生,例如,在耐多药菌株的发展。
把上下文中的发现,陈助理教授观察到“噬菌体是迄今为止地球上最丰富的生物实体,以及基因转导的重要性的一个主要驱动微生物进化从未更明显比横向的发现转导."
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