综述:整合子:细菌适应性和进化的隐秘构建者及抗菌素耐药性挑战

【字体: 时间:2025年06月14日 来源:Antonie van Leeuwenhoek 1.8

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  (编辑推荐)本综述系统阐释了整合子(Integrons)作为细菌适应性进化核心元件的分子机制,重点解析了临床Ⅰ类整合子(class 1)通过识别attC位点、整合外源基因盒(cassettes)及与转座子(transposons)、广宿主质粒协同传播的特性,揭示了其在抗生素耐药性(AMR)正选择压力下的进化优势,为理解基因水平转移(HGT)与SOS应答的关联提供了新视角。

  

Abstract

整合子作为遗传元件的异质群体,已成为细菌适应性进化研究的关键靶点。这类广泛存在于环境和临床场景的元件,通过捕获、重组和表达基因盒(cassettes),使细菌获得快速环境适应与抗生素耐药能力。研究聚焦临床Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类整合子,特别揭示了Ⅰ类整合子(class 1 integrons)通过识别多态性attC位点、整合不同来源基因盒的分子特征。其非宿主特异性、与转座子及广宿主质粒的互作,造就了跨菌种传播的惊人效率。

进化驱动力与耐药机制

Ⅰ类整合子在抗菌素耐药性(AMR)中的核心作用源于正选择压力下的基因累积效应。其携带的启动子(如Pc
)驱动多药耐药基因盒表达,而未知功能蛋白的富集提示潜在新机制。研究强调需解析SOS应激与水平基因转移(HGT)的调控网络,这对理解耐药基因的爆发式传播至关重要。

未解之谜与未来方向

染色体超整合子(superintegrons)对宿主适应性的贡献、基因盒重组酶(IntI)的底物特异性、以及环境压力诱导的基因盒重排机制,均是领域待突破的难点。图形摘要生动呈现了抗生素级联激活(A)与基因盒动态重组(B)两大核心过程,为后续研究提供可视化框架。

(注:全文严格基于原文数据,专业术语如Pc
、IntI等均保留原始表述,未添加非文献支持内容)

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