鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)基因组重排的进化启示:基于242株完整基因组的系统解析

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:Nature Genetics 29

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  来自全球多机构的研究人员通过分析178株新测序和64株公开的鼠疫杆菌完整基因组,揭示了基因组共线性区块和重排模式对细菌适应性及毒力基因的关键影响。该研究采用双验证策略鉴定出459个重排事件,破解了第三次大流行的多系群难题,发现IS1661/IS100介导的重排热点受正向选择,并首次发现人类无毒株的特异结构变异。这项研究为微生物基因组进化提供了创新方法论。

  

鼠疫杆菌(Yersinia pestis)这个引发黑死病的元凶,其基因组就像不断改写的乐谱——高度保守的片段中暗藏着重排密码。科学家们这次玩了个双保险:对242株天然分离株进行全基因组扫描,不仅抓住459个重排证据破解了第三次大流行的进化悬案,更发现基因组"变形记"的四大推手——其中IS1661和IS100这对活跃分子堪称基因组界的"剪刀手爱德华"。

这些重排可不是随机舞蹈,43个热点区域在进化压力下跳出了标准舞步,特别是rpsO-pnp这个温度应激相关的基因操纵子(operon),其断裂重组直接改写了细菌的生存剧本。更有趣的是,那些对人类"手下留情"的无毒菌株,基因组里藏着三个被废武功的基因和17处打乱的非编码区排列,某些变异还精准打击了毒力开关。

这项研究就像给细菌基因组装了高速摄影机,既捕捉到IS元件介导的进化快照,又为微生物重排研究提供了标准化流程模板。那些被锁定的基因热点,说不定就是下次瘟疫阻击战的新靶点。

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