综述:20世纪与21世纪之交水平基因转移的概念

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Russian Journal of Genetics 0.6

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  这篇综述系统阐述了水平基因转移(HGT)在原核生物和真核生物进化中的核心作用,梳理了转化(transformation)、转导(transduction)和接合(conjugation)三大机制,结合基因组测序和进化史分析等现代检测技术,揭示了HGT网络结构及微生物枢纽的关键功能,同时探讨了其在生物技术应用与人类健康风险中的双重价值。

  

水平基因转移的进化意义

水平基因转移(HGT)打破了传统垂直遗传的界限,成为驱动原核生物多样性及真核生物复杂化的隐形推手。研究表明,跨物种的基因流动通过转化(摄取环境DNA)、转导(病毒介导)和接合(菌毛传递)等机制,加速了抗生素抗性基因的传播与环境适应性进化。

检测技术的革新

高通量基因组测序与进化树分析技术的结合,使HGT事件的追溯成为可能。例如,通过比较基因组中密码子使用偏好性或基因序列异常分布模式,可识别外源基因片段。微生物网络分析进一步揭示了“枢纽”物种在基因交换中的桥梁作用。

生物技术与健康风险的双刃剑

HGT为合成生物学提供了天然工具,如利用接合系统定向改造工业菌株。然而,病原体通过HGT获取毒力因子的案例也警示其潜在风险,例如临床耐药基因的跨种传播可能引发公共卫生危机。

未来挑战与方向

当前研究需深入解析真核生物HGT的分子屏障机制,以及环境压力如何调控基因转移频率。多组学整合与单细胞技术将为揭示HGT的动态过程开辟新视角。

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