研讨发现基因组内复杂反复序列在对虾顺应性退化中的作用

近期，中国迷信院南海陆地研讨所研讨员王晓雪团队发现宿主H-NS卵白调控原噬菌体的“缄默-激活”进程的新机制。相关研讨结果以Xenogeneic silencing relies on temperature-dependent phosphorylation of the host H-NS protein in Shewanella为题，在线颁发在Nucleic Acids Research（《核酸研讨》）上。

噬菌体是陆地中最丰厚、最多样化的一类病毒，同其他病毒一样，噬菌体依靠宿主进行生活繁衍，细菌和古菌是噬菌体的人造宿主。烈性噬菌体与宿主之间的关系可称为“捕食者与猎物”，一旦侵染宿主将间接招致宿主细胞裂解并开释年夜量的噬菌体。平和噬菌体则可选择整合到宿主基因组中，以原噬菌体（prophage）的模式与宿主坚持共存的状态。宏基因组的查询拜访发现，陆地中折半以上的细菌都感化了平和噬菌体，所造成的原噬菌体可通过提供新的功效而使细菌宿主受害，它们之间的亲密关系显着地塑造了二者的生物共退化。王晓雪等在后期任务中发现，原噬菌体在生物膜和宿主应激反馈中饰演紧张脚色。然而，一旦原噬菌体受某外因刺激而进入裂解周期，会形成宿主细胞的灭亡，是以，原噬菌体的激活需遭到宿主的严厉节制。

希瓦氏属细菌普遍散布在陆地中，包含表层淡水、深海、极地、热液口等多样的陆地情况。比拟阐发发现，原噬菌体、质粒和基因岛等程度基因转移元件是分歧情况中希瓦氏属菌基因组的次要差异，是研讨情况细菌和原噬菌体共退化的抱负模子。研讨团队在后期研讨中发现，拆散于浅层堆积物（Zeng et al. ISME J， 2016）和深海堆积物（Liu et al. EM， 2019）的希瓦氏菌中的原噬菌体均通过与细菌宿主树立“共生关系”，帮忙细菌宿主顺应极度情况顺应。拆散于具备温度瓜代情况中的希瓦氏菌，此中的原噬菌体在高温前提下会从宿主基因组中产生切离，进步细菌在高温下的存活率，这阐明在特定的情况前提下对原噬菌体进行缄默-激活决议宿主的命运。

H-NS是细菌宿主编码的一个全局转录克制因子，其对整合进细菌基因组的原噬菌体进行缄默，并在适宜的前提下将原噬菌体激活发扬紧张作用。在对数成长期，每个细菌细胞内约含10000-20000个H-NS卵白，可与DNA上富含AT的区域联合，进而缄默原噬菌体。然则，分歧品种的H-NS若何感知外界情况旌旗灯号的变动？完成对特定原噬菌体的缄默与激活？该成绩是、学、构造生物学研讨的热门和难点。

南海陆地所副研讨员刘晓晓等发现，希瓦氏菌中的H-NS通过辨认噬菌体的切离酶对原噬菌体进行“缄默”，H-NS卵白的磷酸化是“缄默”原噬菌体的症结。常温下，细胞内年夜部门H-NS卵白为磷酸化状态，磷酸化H-NS可缄默原噬菌体上具细胞毒性基因的表白；高温匆匆进H-NS去磷酸化，改动H-NS对DNA的联合方式，解除H-NS对特定原噬菌体的缄默，帮忙希瓦氏菌顺应高温情况。该研讨初次发现，细菌将外界温度变动转化为细胞内H-NS卵白磷酸化程度的变动，阐明H-NS卵白的“翻译后修饰”可作为“分子开关”，完成对特定原噬菌体“缄默-激活”的精准调控。相关研讨成果对学界懂得细菌若何“缄默”外源基因并将其整合进宿主中以及与噬菌体的共退化进程提供了新意识。(100yiyao.com）