微生物所在古菌基因组复制起始领域取得新突破

基因组复制是生命得以存在和延续的最重要和最基本的遗传过程。与细菌染色体通常只有一个复制起点不同，真核生物和许多古菌的染色体均具有多个复制起始位点。这些复制起始元件可能具有不同的活性以适应体内外环境的变化，如在真核生物中普遍存在休眠状态的复制起始位点，如何解析这些休眠复制起点的激活机制及其生理功能是该领域研究的难点和热点。
 
向华研究组近期在地中海富盐菌（与沃氏富盐菌同属且染色体高度同源）多复制起始位点功能的系统研究，为古菌存在休眠复制起点并可被激活的假说提供了第一个实验证据。
 
采用高密度基因芯片分析技术对地中海富盐菌全生长周期染色体上多复制起点活性进行系统监测，发现该菌染色体具有且只有3个活跃的复制起始位点。这3个复制起点的活性虽有差异，但在生长过程中被协同调控。有意思的是，与沃氏富盐菌一样，这3个复制起始位点可以被同时敲除。但精细的基因组复制起点监测分析表明，随着这些复制起点的逐一敲除，一个休眠的复制起始位点oriC4被激活，并且其激活的程度是与敲除的其它起始位点的个数呈负相关。
 
当原来的3个复制起始位点被同时敲除后，被激活的oriC4成为其染色体复制所必需的起始元件和唯一的复制起始位点，可负责介导整个染色体的正常复制。更重要的是，根据该休眠复制起点的特点，他们成功预测了沃氏富盐菌中可能存在的休眠复制起始位点。当把沃氏富盐菌中的该休眠复制起点整合到地中海富盐菌的染色体上后，它不仅可以被激活，而且可以作为唯一的复制起始位点介导整个染色体的复制起始。
 
这是在古菌域中首次实验证明休眠复制起始位点存在及其激活现象，不仅为研究染色体多位点复制起始的调控机制提供了新的切入点，还为包括真核生物在内的复制起点的沉黙与激活机制的研究提供了重要的研究模型。

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