《科学》：古老蛋白塑造细菌紧凑基因组

该发现可能有助于开发其它标靶Rho的抗生素

 
与人类相比，细菌不携带过多的“垃圾DNA”，它们的基因组要“整洁”得多。比如大肠杆菌大约90%的基因组都包含编码蛋白质的DNA，而人类基因组的90%都是非编码的“垃圾DNA”。
 
美国科学家近日研究发现，细菌基因组的这种“整洁”可能要归功于一种名为Rho的古老蛋白。它具有调节功能，能够平衡基因的活性并能结合辅助因子“沉默”外来DNA.。相关论文5月16日发表在《科学》（Science）杂志上。
 
美国纽约大学医学院的Evgeny Nudler和同事结合了基因组学和蛋白质组学方法，用常用的动物抗生素——双环霉素抑制Rho的活性，观测了基因的开关情况。接下来，研究人员利用微分基因电泳（DIGE）技术挑出了大肠杆菌基因响应抗生素而产生的蛋白，并用质谱学方法鉴别了这些蛋白。
 
Nudler表示，“我们的研究显示了Rho是广泛存在的，它几乎能够终止所有基因内的转录。它的第一个主要功能就是调节转录水平以适应细菌的翻译需求。”换句话说，Rho确保细菌不会负荷太多的蛋白。Nudler说：“Rho对于细菌的生存是必需的，因为看起来它‘牵制’了潜在的有毒基因。”
 
论文第一作者、纽约大学医学院的Christopher J. Cardinale说：“Rho是一种古老的蛋白，细菌中到处都是。”他推测，Rho使细菌能够快速生长。他说：“细菌如此之小，它们不会携带过多的额外DNA。在进化过程中，Rho可能使得基因被紧凑地‘打包’起来，从而反过来促进了细菌的快速生长。”
 
另外，通过进一步分析，研究人员发现，Rho能够连同两个辅助因子一起“沉默”大肠杆菌体内的外来DNA。此外来DNA对大肠杆菌细胞具有毒性，在数百万年前通过横向事件（基因交换）进入大肠杆菌体内。
 
研究人员表示，这一发现目前尚没有直接的临床应用。不过他们推测，这一发现可能有助于开发其它标靶Rho的抗生素，因为大多数细菌对抗生素的抗性都是通过横向转移获得的。（科学网 梅进/编译）
 
（《科学》（Science），Vol. 320. no. 5878, pp. 935 – 938，Christopher J. Cardinale，Evgeny Nudler）
 
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