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为探究细菌基因家族位置偏好情况,研究人员分析 910 种细菌物种及大肠杆菌(Escherichia coli)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的蛋白质组数据。结果发现约三分之二细菌基因家族存在位置偏好,受自然选择驱动,这揭示了细菌协调基因表达与生长速率的机制,有助于理解细菌基因组架构。
在细菌的环形染色体中,DNA 复制从一个位点(oriC)双向起始,并在另一个位点(ter)结束。在复制过程中基因仍会表达,因此靠近 oriC 的基因更有可能存在多个拷贝,且在生长过程中表达水平更高。Hu 等人分析了 910 种细菌物种中所有基因的染色体位置。与先前研究一致,他们发现许多转录和翻译相关基因偏向于 oriC。然而,65.8% 的基因家族显示出对特定位置的偏好,并且生长速率越高,这种偏好越强。这项研究表明,细菌中受位置限制的基因比之前认为的要多得多,这可能有助于深入了解未被表征基因的功能。——Corinne Simonti
摘要:细菌染色体上基因的排列方式,会通过 DNA 复制过程中依赖生长速率的基因拷贝数变化,影响基因的表达。尽管与翻译和转录相关的基因常常聚集在复制起点附近,但基因家族的位置偏好程度仍不明确。研究人员假设,自然选择普遍倾向于特定的染色体位置,以优化依赖生长速率的基因表达。通过分析 910 种细菌物种,以及大肠杆菌(Escherichia coli)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的蛋白质组数据,研究人员发现约三分之二的细菌基因家族存在位置偏好。自然选择主要驱使基因向复制起点或终点分布,在快速生长的物种中选择作用最强。研究结果揭示了染色体定位,是协调基因表达与生长速率的基本机制,凸显了细菌基因组架构所受到的进化限制。
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