进化间的相互作用：毒力、内溶素样水解酶以及Erwinia amylovora泛基因组中的防御机制关联

《BMC Microbiology》：Evolutionary interplay: virulence, endolysin-like hydrolases, and defense correlations in the Erwinia amylovora pangenome

　　

摘要

火疫病的致病菌Erwinia amylovora对全球核果类水果的生产构成了严重威胁。本研究对317株E. amylovora菌株和227种噬菌体进行了全面的基因组分析，以阐明其毒力演化、噬菌体-宿主相互作用以及共同进化过程中的基因组特征。分析表明，E. amylovora的许多毒力因子（VFs）与多种植物、人类和动物病原体具有共同的进化起源，这表明水平基因转移现象普遍存在。我们发现了一些细菌噬菌体中的水解酶样蛋白，在系统发育和结构域层面与噬菌体内溶酶体具有相似性。这些观察结果支持某些细菌水解酶可能起源于噬菌体的观点，尽管其功能重新定位仍需通过实验验证。更重要的是，我们的研究发现了细菌防御系统（如RM、CRISPR-Cas、TA）与移动性抗防御基因之间存在系统性的、非随机的关联。统计相关性显示了它们之间的共现性和互斥性，这表明噬菌体与细菌之间正在进行一场持续的“军备竞赛”。这些模式为构建关于共同进化动态的假说提供了基因组基础。这些发现有助于我们更深入地理解E. amylovora的致病性及其与噬菌体的相互作用，为开发针对这种毁灭性植物病原体的靶向噬菌体生物控制策略提供了重要依据。有必要通过实验验证预测的毒力因子和防御基因之间的关联，以确认它们的生物学作用。