写于 2017-04-07 01:02:30| 云顶娱乐平台| 云顶娱乐注册

与其他生物不同,细菌可以从其环境中吸收遗传物质这种交换基因的能力使它们能够获得新的特征,如不同的代谢途径,毒力基因和抗生素抗性更好地了解基因转移的复杂机制可能是关键坚持抗生素抗性增加的全球威胁我们最近的研究结果通过揭示一套新规则让我们更接近这一目标阅读更多:出生前和早年生活中的抗生素可以影响长期健康细菌是我们不变的无处不在的伙伴每一个表面都聚集着大量的细菌,它们的集体生物量是整个人口的千倍以上我们不会长期存活而没有细菌我们应该让它们成为我们的星球的适宜生活和它们的角色将营养物质返回到没有微生物的土壤中是一个噩梦场景然而,进化论允许细菌在其他生命形态不受限制的条件下生存的过程也可能使它们对人类健康有害

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与我们有生之年仍然相对无掺杂的人类基因组不同,细菌经常获得新的遗传物质自从你开始阅读这个细菌以来,你周围的一些细菌已经发生了变化

虽然我们自己的遗传物质隐藏在细胞核的保护膜后面,细菌却没有这种类似拱顶的结构最近一种细菌可以通过一种称为水平基因转移(HGT)的现象获得多达60%的基因组,其中大片DNA可以在一步中交换或完全替换神秘在HGT周围,它斩首和改变DNA的过程乍一看似乎是随意的,但HGT往往最常发生在密切相关的物种之间

为什么

水平基因转移可以通过几种不同的方式发生

它们中的每一种都可归结为细菌细胞中的一些DNA,紧邻细胞自身的DNA,并被意外地整合到染色体中无论DNA如何在内部结束那个细胞,引入的DNA可以包含在受体细胞的基因组中没有基因似乎是免疫的如果故事很简单,那就是它具有新DNA的细胞将通过与其他局部微生物竞争资源而面临自然选择如果DNA包含有益的基因,这可能意味着细胞的新能力,就像在下一个局部抗生素启示录中存活一样

然而,生物学很少如此简单相反,更密切相关的细菌往往比一个更频繁地给予和接受基因期待令人惊讶的部分原因是,在任何环境中捐献基因的最可能的候选人都不是近亲多达18,000人细菌基因组可以在一克土壤中找到这表明除了接近之外的东西决定了什么基因转移事件是成功的

我们工作的核心是短的,重复序列称为AIMS,或架构IMparting序列AIMS在DNA复制过程中很重要细菌中的DNA分离我们发现,如果AIMS的集合在供体和受体基因组之间很好地匹配,则可以维持在这些基因组之间移动的DNA

如果它们不匹配,则相反,有效地建立“转移规则”在自然界中,传入的DNA在细菌染色体上下雨

受体细胞的AIMS有点像一个多孔的伞,只允许AIMS兼容的DNA被添加到染色体中反转的模式(随机事件中的一大块DNA转向面对相反的方向)细菌染色体中的HGT表明自然选择过滤掉了细菌已经发生了与不兼容的AIMS的HGT值得一提的是,AIMS不是一个硬障碍,而是HGT的一个约束,它积极强制密切相关的生物之间的转移虽然我们的结果表明错误的AIMS可能会导致重要系统出现问题像DNA复制和分离一样,新获得的细胞改变者的基因,如抗生素抗性基因,如果它们具有不相容的AIMS,就不太可能被过滤掉 像生物学一样,基于AIMS的规则是另一个更复杂的难题

质粒是双链DNA的微小环,漂浮在细胞中,能够独立于细菌染色体进行复制

这使得它们免疫AIMS相关的基因转移限制;它们不必进入染色体它们是新型DNA可以最终进入细胞的一种方式它们通常也含有抗生素抗性基因如果我们能找到使这些质粒变得难以忍受的方法环境,也许我们可以限制它们的传播,就像AIMS限制细菌染色体之间的转移一样

一种想法是一种遗传工具,它会迫使质粒与染色体物理整合

这将同时使这些移动性降低并使它们受到染色体的限制例如,质粒“固定化”盒可以部署在高风险区域,以减少基于质粒的基因转移在一组多药物抗性致病细菌中被称为ESKAPE病原体如果我们能做到这一点,也许在未来,我们可以防止我们担心的基因传播,如抗生素抗性基因或毒力基因