Проблемы и перспективы молекулярной генетики. Том 1 - Свердлов Е.Д.
ISBN 5-02-002753-7
Скачать (прямая ссылка):
1997).
После предварительного анализа игег-оперонов 25 штаммов грамположительных бактерий, относящихся к ветви с низким Г + Ц-составом, в основном бацилл, нами были полностью секвенированы 5 разных вариантов игег-оперонов (в других лабораториях были секвенированы 3 других варианта) (Bogdanova et al., 1998, 2001 и не опубл.; Laddaga et al., 1987; Wang et al., 1989; Sedlmeier, Altenbuchner, 1992). Практически идентичные игег-опероны с узким спектром действия мы обнаружили в штаммах разных видов бацилл {В. cereus и В. sphaericus), изолированных на Камчатке и в Средней Азии соответственно. У Exiguobacterium sp. из рудника в Закарпатье мы обнаружили тег-оперон широкого спектра действия, практически идентичный оперо-ну В. cereus RC607 из Бостонского залива в США (Bogdanova et al., 1998; Wang et al., 1989), и позднее описанным оперонам В. megaterium МВ1 и ана-
132
эробной Clostridium butiricum Mersaru из залива Минамата в Японии (Huang et al., 1999а,b; Narita et al., 1999).
Таким образом, при анализе относительно небольшого количества штаммов бактерий мы обнаружили факты горизонтального переноса 5 разных вариантов игег-оперонов. Основные выводы, которые позволяют сделать эти результаты: 1) распространенность горизонтального переноса тег-оперонов среди различных систематических групп природных бактерий и
2) всемирное распространение близких вариантов этих генов (Yurieva et al., 1997;. Bogdanova et al., 1998; Mindlin et al., 2001).
Далее, мы обнаружили, что разные типы игег-оперонов распространены неравномерно: одни встречаются повсеместно и с высокой частотой, другие - значительно реже и, в некоторых случаях, имеют, по-видимому, локальное распространение (Yurieva et al., 1997; Minakhina et al., 1999; Mindlin et al., 2001). Данные нашей лаборатории и групп Ричи и Саммерс свидетельствуют о том, что в природе наиболее часто встречается лишь ограниченное число типов игег-оперонов. (Yurieva et al., 1997; Osborn et al., 1997; Liebert et al., 1997, 2000; Bogdanova et al., 1998, 2001; Никифоров и др., 1999).
Закономерности горизонтального переноса игег-оперонов у грамотрица-тельных и грамположительных бактерий, по-видимому, сходны (Bogdanova et al., 1998).
Наконец, совокупные данные нашей и других лабораторий продемонстрировали присутствие почти одних и тех же игег-оперонов не только у бактерий окружающей среды, но и в штаммах неродственных бактерий, обитающих в кишечнике животных (приматов) и человека (Yurieva et al., 1997; Osborn et al., 1997; Liebert et al., 2000; Mindlin et al., 2001).
При исследовании грамположительных бактерий, относящихся к. родам Micrococcus, Brevibacterium и Rhodococcus, мы впервые обнаружили у бактерий широкое распространение дефектных тег-оперонов, не способных обеспечить устойчивость бактерий к соединениям ртути (например, до 70% штаммов некоторых видов микрококков содержат такие опероны). На основании этих данных мы предположили, что предки современных бактерий содержали, по-видимому, необходимые им полноценные, функционирующие гаег-опероны, а в процессе эволюции происходила их постепенная утрата (Bogdanova et al., 1992). Действительно, в настоящее время при сиквенсе геномов различных бактерий часто обнаруживают один из генов игег-оперона, merR, расположенный внутри различных последовательностей, например, у Haemophilus influenza, Е. coli и Bacillus subtilis (Christie et al., 1994; Fleischmann et. al., 1995; Parro et al., 1997).
3.3. НОВЫЕ ТРАНСПОЗОНЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ДЕТЕРМИНАНТЫ УСТОЙЧИВОСТИ К РТУТИ
Благодаря использованию оригинальных методов и подходов, упомянутых выше, нам удалось при анализе сравнительно небольшого материала найти ранее неизвестные ртутные транспозоны, кардинально отличающиеся от транспозонов клинических бактерий по структурно-функциональной организации. Мы подробно описали четыре новых транспозона, обнаруженных нами в штаммах грамотрицательных бактерий, Тп5053, Тп5041, Тп5044
133
и Tn5070 и провели их сравнительный анализ с “классическими” транспозо-нами Тп501 и Тп2/ (рис. 41).
Транспозиционный модуль Тп5053 содержит четыре гена, негомологичные генам транспозиции Тп2/ и родственных ему транспозонов, и нестандартно организованную res-область (Kholodii et al., 1993а, 1995; Холодий, 1995). Tn505J? обладает необычно высокой специфичностью при выборе сайта встраивания: он интегрирует преимущественно в res-сайты плазмид и транспозонов (Minakhina et al., 1999). В настоящее время Тп5053 вместе с некоторыми другими транспозонами и ретровирусами объединяют в самостоятельное семейство мобильных элементов (Radstrom et al., 1994; Kholodii et al., 1995).
Второй из найденных транспозонов, Тп5041, по последовательности гена транспозазы (tnpA) оказался близкородственным транспозону Тп4651, несущему гены деградации толуола. Тп5041 способен перемещаться в ограниченном круге бактерий-хозяев. Транспозоны Тп5041 и Тп4651 выделили в отдельную группу внутри семейства ТпЗ (Kholodii et al., 1997; Холодий и др., 2000).
Транспозон Тп5044, обнаруженный на Камчатке (Kholodii et al., 2000), отличается от других транспозонов как по структуре транспозиционного модуля, так и по строению тег-оперона. Последний, в дополнение к стандартному набору генов (merR, Т, Р, С, A, D), содержит ген sigY, кодирующий белок, родственный сигма-субъединице РНК-полимеразы. Тп5044 вместе с родственными транспозонами также выделили в отдельную группу внутри семейства TnJ (Kholodii et al., 2000; Mindlin et al., 2001).
