微生物所在古菌基因組復(fù)制起始領(lǐng)域取得新突破
基因組復(fù)制是生命得以存在和延續(xù)的最重要和最基本的遺傳過程。與細菌染色體通常只有一個復(fù)制起點不同,真核生物和許多古菌的染色體均具有多個復(fù)制起始位點。這些復(fù)制起始元件可能具有不同的活性以適應(yīng)體內(nèi)外環(huán)境的變化,如在真核生物中普遍存在休眠狀態(tài)的復(fù)制起始位點,如何解析這些休眠復(fù)制起點的激活機制及其生理功能是該領(lǐng)域研究的難點和熱點。
向華研究組近期在地中海富鹽菌(與沃氏富鹽菌同屬且染色體高度同源)多復(fù)制起始位點功能的系統(tǒng)研究,為古菌存在休眠復(fù)制起點并可被激活的假說提供了第一個實驗證據(jù)。
采用高密度基因芯片分析技術(shù)對地中海富鹽菌全生長周期染色體上多復(fù)制起點活性進行系統(tǒng)監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)該菌染色體具有且只有3個活躍的復(fù)制起始位點。這3個復(fù)制起點的活性雖有差異,但在生長過程中被協(xié)同調(diào)控。有意思的是,與沃氏富鹽菌一樣,這3個復(fù)制起始位點可以被同時敲除。但精細的基因組復(fù)制起點監(jiān)測分析表明,隨著這些復(fù)制起點的逐一敲除,一個休眠的復(fù)制起始位點oriC4被激活,并且其激活的程度是與敲除的其它起始位點的個數(shù)呈負相關(guān)。
當(dāng)原來的3個復(fù)制起始位點被同時敲除后,被激活的oriC4成為其染色體復(fù)制所必需的起始元件和唯一的復(fù)制起始位點,可負責(zé)介導(dǎo)整個染色體的正常復(fù)制。更重要的是,根據(jù)該休眠復(fù)制起點的特點,他們成功預(yù)測了沃氏富鹽菌中可能存在的休眠復(fù)制起始位點。當(dāng)把沃氏富鹽菌中的該休眠復(fù)制起點整合到地中海富鹽菌的染色體上后,它不僅可以被激活,而且可以作為唯一的復(fù)制起始位點介導(dǎo)整個染色體的復(fù)制起始。
這是在古菌域中首次實驗證明休眠復(fù)制起始位點存在及其激活現(xiàn)象,不僅為研究染色體多位點復(fù)制起始的調(diào)控機制提供了新的切入點,還為包括真核生物在內(nèi)的復(fù)制起點的沉黙與激活機制的研究提供了重要的研究模型。
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向華研究組近期在地中海富鹽菌(與沃氏富鹽菌同屬且染色體高度同源)多復(fù)制起始位點功能的系統(tǒng)研究,為古菌存在休眠復(fù)制起點并可被激活的假說提供了第一個實驗證據(jù)。
采用高密度基因芯片分析技術(shù)對地中海富鹽菌全生長周期染色體上多復(fù)制起點活性進行系統(tǒng)監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)該菌染色體具有且只有3個活躍的復(fù)制起始位點。這3個復(fù)制起點的活性雖有差異,但在生長過程中被協(xié)同調(diào)控。有意思的是,與沃氏富鹽菌一樣,這3個復(fù)制起始位點可以被同時敲除。但精細的基因組復(fù)制起點監(jiān)測分析表明,隨著這些復(fù)制起點的逐一敲除,一個休眠的復(fù)制起始位點oriC4被激活,并且其激活的程度是與敲除的其它起始位點的個數(shù)呈負相關(guān)。
當(dāng)原來的3個復(fù)制起始位點被同時敲除后,被激活的oriC4成為其染色體復(fù)制所必需的起始元件和唯一的復(fù)制起始位點,可負責(zé)介導(dǎo)整個染色體的正常復(fù)制。更重要的是,根據(jù)該休眠復(fù)制起點的特點,他們成功預(yù)測了沃氏富鹽菌中可能存在的休眠復(fù)制起始位點。當(dāng)把沃氏富鹽菌中的該休眠復(fù)制起點整合到地中海富鹽菌的染色體上后,它不僅可以被激活,而且可以作為唯一的復(fù)制起始位點介導(dǎo)整個染色體的復(fù)制起始。
這是在古菌域中首次實驗證明休眠復(fù)制起始位點存在及其激活現(xiàn)象,不僅為研究染色體多位點復(fù)制起始的調(diào)控機制提供了新的切入點,還為包括真核生物在內(nèi)的復(fù)制起點的沉黙與激活機制的研究提供了重要的研究模型。
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