研讨提醒质粒上毒素/抗毒素体系新功效

近日，中国迷信院南海陆地研讨所研讨员王晓雪团队在《美国迷信院院刊》（PNAS）上，在线颁发了题为《接合型质粒编码的毒素/抗毒素体系PrpT/PrpA间接调控质粒拷贝数》的论文，体系论述了质粒编码的毒素/抗毒素体系调控质粒复制功效的发现和作用机制。

质粒是存在于细菌染色体之外，具备自力复制才能的元件。接合型质粒除编码复制、分派和接合转移体系外，往往携带毒力基因和抗性基因。接合型质粒介导的程度基因转移是耐药性（包含碳青霉烯、多粘菌素等）疾速扩散的紧张路径。这些质粒可能在不存在的情况里依然稳定存在于中，并进一步介导抗性基因的传达。是以，接合型质粒的稳定性机制是临床感化研讨中存眷的热门。

毒素/抗毒素体系（Toxin/Antitoxin System， TA）是较早发现具备稳定质粒功效的二元体系。TA体系在1983年发现存在于接合型质粒上，在功效上被以为通过“拆散后致死效应“（Post-segregational killing， PSK）来维持质粒的稳定性。在PSK实际中，当质粒在细胞决裂进程中因为复制或拆散差错产生丧失时，在不含质粒的子代细胞中，绝对稳定的毒素卵白会因为失去抗毒素的中和作用，发扬出毒性克制细胞的决裂或间接杀死细胞，到达在群体中维持质粒稳定存在的目标。ParDE体系是较早支持PSK实际的研讨模子之一。跟着基因组测序技术的倒退，年夜规模的临床和情况微生物基因组阐发发现接合型质粒上富集年夜量TA体系。2000年，新西兰坎特伯雷年夜学传授Heinemann研讨团队在PNAS的文章中提出了PSK实际的不敷，以为质粒上TA体系的富集是质粒与质粒间竞争的成果，并非是通过PSK机制完成的。PSK实际很容易通过在形式中异源表白TA来证明，是以始终被普遍用来作为解释质粒上富集TA体系的实际根底，但仅用异源表白的伎俩来研讨TA的功效存在局限性，容易漠视TA体系的多样性生物学功效。

王晓雪团队研讨发现，陆地中携带一个接合型质粒，可能稳定存在并坚持1个拷贝/细胞。为进一步研讨质粒的稳定机制，科研职员对证粒上编码基因进行了功效研讨。研讨发现，这个质粒编码一对II型TA体系PrpT/PrpA，此中PrpT是ParE类家族毒素，而PrpA是功效未知的新颖抗毒素，然而，敲除prpA-prpT后，质粒的稳定性并没有受影响，质粒的拷贝数呈现显着的异常升高，基因回补试验证明了这一点。在机制方面，抗毒素PrpA间接调控了质粒的拷贝数，而且间接联合质粒复制肇端区上的反复子序列（iterons），以浓度依赖的方式竞争性地障碍质粒复制卵白RepB对复制肇端区的联合，防止质粒的适度复制。

研讨标明，抗毒素卵白与质粒的复制卵白独特维持质粒的低拷贝数，并与敲除TA后质粒呈现高拷贝的表型一致。与PSK实际强调的TA体系在质粒拆散后发扬作用分歧，研讨证明了TA体系可间接参加质粒的复制进程，是质粒上TA体系的新功效。对IMG数据库的TA体系进行比对研讨，这一类TA体系的品貌显明高于ParDE体系，而且参加PrpA抗毒素调控质粒复制的构造域在临床耐药菌的质粒上普遍存在。联合研讨可推测，和古菌中普遍散布的TA体系通过多种路径发扬多样的生物学功效。(100yiyao.com）