Language
Country/Area
No result found
Удивительная мутация бактерий: как использовать лямбда-фаг для передачи генетической информации?
В мире микробов мутация бактерий и передача генетической информации — процесс, полный неожиданностей. Недавние исследования выявили решающую роль, которую играют факторы интеграции хозяина (IHF) в бактериальных геномах, особенно в трансдукции генов с использованием бактериофага лямбда. Исследование не только дает представление о генетической рекомбинации бактерий, но и показывает, как эти процессы можно использовать для разработки новых микробных технологий.
Факторы интеграции хозяина — это многофункциональные ДНК-связывающие белки, которые необходимы для E. coli и некоторых ее бактериофагов.
IHF — гетеродимерный белок, кодируемый в основном генами himA и himD. Его существование не только способствует генетической рекомбинации бактерий, но и играет важную роль в репликации и транскрипции ДНК. Когда IHF связывается с определенной последовательностью ДНК, он может изменять структуру ДНК, тем самым помогая клеткам распознавать и регулировать экспрессию генов.
Функция и роль IHF
Когда IHF был впервые обнаружен, считалось, что он связан только с определенной рекомбинацией фагов, но по мере углубления исследований ученые постепенно поняли, что он играет множественную роль в физиологических процессах E. coli, включая упаковку и распределение фагов. репликация ДНК и экспрессия многих генов. Это делает IHF незаменимым белком в бактериях, важным для репликации ДНК и экспрессии генов.
Перенос генов между фагом λ и сальмонеллой
В ходе исследования было изучено, как генетическая информация передается от E. coli к клеткам сальмонеллы с помощью бактериофага лямбда, и наблюдались изменения, которые этот процесс вызывал на стадиях трансдукции и лизогении потомства сальмонеллы. Результаты показали, что у некоторых мутантных сальмонелл отсутствовали инфекционные центры или пятна.
Исследования показали, что фаг λ может эффективно переносить гены из E. coli K-12 в сальмонеллу.
В этом процессе гены E. coli трансдуцируются в сальмонеллу и экспрессируются во время литической фазы посредством IHF. Эти мутантные сальмонеллы претерпевают изменение своего лизогенного состояния в присутствии галактозы, что делает клетки неспособными к лизису даже после обработки мекамиламином, ультрафиолетовым светом или даже теплом.
Роль HU и IHF в мутантной E. coli
Другое исследование было сосредоточено на экспрессии HU и IHF в различных экспериментальных мутантных штаммах E. coli. Оба белка играют вспомогательную роль во взаимодействии бактериофага λ. Эксперимент показал, что если HU и IHF отсутствуют одновременно, литический рост фага ограничивается и пятна не могут образоваться. Это говорит о том, что по крайней мере один из этих двух белков необходим для процесса созревания ДНК.
Структурное сходство между HU и IHF делает их взаимозаменяемыми в определенных процессах, но эксперименты показали, что они не полностью взаимозаменяемы.
Например, IHF требуется, когда фаг имеет мутацию сайта cos или у хозяина есть мутация ДНК-гиразы. Это означает, что взаимодействия между этими белками очень важны в генетике микроорганизмов и имеют решающее значение для управления доставкой генов.
Перспективы на будущее
Эти результаты проливают новый свет на механизмы переноса генов и обеспечивают более глубокое понимание того, как бактерии адаптируются и эволюционируют в своих геномах. Благодаря изучению λ-фага мы можем разрабатывать новые микробные технологии и даже использовать эти бактерии для редактирования генов и лечения. Как бактерии используют эти механизмы для адаптации к изменениям окружающей среды в процессе эволюции?
