水平基因轉(zhuǎn)移可以引發(fā)細(xì)菌進(jìn)化的快速轉(zhuǎn)變 。由多種可移動(dòng)的遺傳元件，特別是噬菌體和質(zhì)粒在物種內(nèi)部和物種之間共享基因的能力支撐了這種細(xì)菌的特殊的適應(yīng)性 。然而，侵入性的移動(dòng)遺傳元件也可能帶來嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn);因此，細(xì)菌已經(jīng)進(jìn)化出了一系列的防御措施 。
近日，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院MilenaJaskólska，DavidW.Adams和MelanieBlokesch作為共同作者在Nature上發(fā)文：TwodefencesystemseliminateplasmidsfromseventhpandemicVibriocholerae 。在這里，作者確定了在弧菌El-Tor菌株中的兩個(gè)質(zhì)粒防御系統(tǒng) 。El-Tor菌株是導(dǎo)致正在進(jìn)行的第七次霍亂大流行的菌株 。作者將新發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)質(zhì)粒防御系統(tǒng)稱為DdmABC和DdmDE系統(tǒng)，其編碼基因位于大流行菌株標(biāo)志性的兩個(gè)主要致病島中 。作者展示了這兩個(gè)系統(tǒng)通過降解協(xié)同快速消除多拷貝小質(zhì)粒 。此外,DdmABC系統(tǒng)在細(xì)菌中廣泛存在，能抵抗噬菌體的感染，引發(fā)細(xì)胞自殺(流產(chǎn)感染，abortiveinfection簡稱Abi) 。值得注意的是，作者繼續(xù)展示了通過Abi-like機(jī)制，DdmABC增加了細(xì)菌維持低拷貝數(shù)接合質(zhì)粒的負(fù)擔(dān)，包括廣宿主IncC多藥抗性質(zhì)粒，DdmABC對攜帶質(zhì)粒的細(xì)胞產(chǎn)生了反選擇的適應(yīng)性劣勢 。作者的結(jié)果回答了長期存在的問題:為什么質(zhì)粒在環(huán)境株中大量存在，卻在大流行毒株中罕見 。作者的結(jié)果也為了解抗生素耐藥質(zhì)粒的傳播提供了新見解，并對塑造了流行性霍亂弧菌最成功的進(jìn)化的兩種防御系統(tǒng)之間的相互作用提供了深刻的見解 。
霍亂弧菌（霍亂弧菌的主要致病物質(zhì)是）
【霍亂弧菌的主要致病物質(zhì)是 霍亂弧菌】然而，質(zhì)粒DNA是如何與內(nèi)源基因組DNA區(qū)分開來的尚不清楚 。一個(gè)吸引人的可能性是，DdmE作為一個(gè)類似pAgo的DNA傳感器來指導(dǎo)DdmD解旋酶-核酸酶的活性 。未來的工作仍然需要區(qū)分Ddm活性的有益后果和驅(qū)動(dòng)這些系統(tǒng)進(jìn)化的因素，特別是考慮到DdmABC對單個(gè)細(xì)胞來說代價(jià)高昂，盡管它有能力提供種群水平的保護(hù) 。
（楊佳瑋摘譯）
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