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mBio:科学家们发现细菌中的新基因

日期:2019-06-25 00:00:47 来源: 生物谷 点击:

进化生物学中的一个关键问题是新基因是如何产生和演化的。瑞典研究人员揭示了细菌如何从随机DNA序列中选择有利于细菌的新基因。结果发表在科学期刊《mBio》杂志上。

新基因和功能蛋白如何产生和发展是进化生物学中最基本的问题之一。目前已经提出了两种不同类型的机制:(1)具有新功能的新基因来自现有基因,和(2)新基因和蛋白质从随机DNA序列进化,现有基因和蛋白质没有相似性。在本研究中,研究人员探索了后一种机制:来自随机DNA序列的新基因和蛋白质的进化 - 称为de novo evolution。

(图片来源:Www.pixabay.com)
在该实验中,研究者们选择了一个包含大约5亿随机基因序列的大型文库,并且将随机基因序列置于质粒上并过表达。科学家们随后调查了他们是否可以给细菌一种特定的特定属性。例如,他们是否能够赋予细菌抗生素抗性?他们发现了几种短肽(22-25个氨基酸长)可以使细菌对氨基糖苷类抗生素产生了高度抗性。

通过遗传和功能实验的结合,科学家们能够证明这些肽通过将自身附着在细菌细胞膜上并影响膜上的质子电位而产生抗性。质子电位的破坏导致抗生素摄取减少,使细菌产生抗性。

“这项研究很重要,因为它表明完全随机的氨基酸序列可以产生新的有利功能,并且这种从头进化的过程可以在实验室中通过实验进行研究,”作者说道。

资讯出处:New genes out of nothing

原始出处:Michael Knopp, Jonina S. Gudmundsdottir, Tobias Nilsson, Finja König, Omar Warsi, Fredrika Rajer, Pia Ädelroth, Dan I. Andersson. De Novo Emergence of Peptides That Confer Antibiotic Resistance. mBio, 2019; 10 (3) DOI: 10.1128/mBio.00837-19
 

(责任编辑:sgx)

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