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生物信息学
 
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 介导细菌基因组岛接合转移的四型分泌系统研究取得进展

 

20131月初,国际知名分子生物学刊物《核酸研究 (Nucleic Acids Research)》正式发表了我室的最新研究论文 “SecReT4: 细菌四型分泌系统开放知识库” (http://db-mml.sjtu.edu.cn/SecReT4/)。我2010级直博生毕德玺与2011级硕士生刘林梦为该论文共同第一作者。这是我室自2007年第五次在该刊物上发表细菌比较基因组学研究取得的系统性进展。围绕细菌基因组岛的识别和功能解析,我室先后提出了岛识别策略 (Ou, et al. NAR 2007),开发了基因组快速比对工具 (Shao, et al. NAR 2010),探讨了岛遗传稳定性与细菌毒II型素-抗毒素系统关系(Shao, et al. NAR 2011),和分析了整合性接合元件等典型岛 (Bi, et al.NAR 2012)。刚刚发表的这篇研究论文则侧重分析了与岛转移相关的四型分泌系统

四型分泌系统 (type IV secretion system, T4SS) 是一种在革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中均广泛存在的多功能、多组分的跨膜通道结构。与细菌中已发现的其它分泌系统不同,T4SS形成的管道既能通过蛋白质又能通过DNA,因此T4SS能够介导细菌接合转移、DNA释放和摄取以及效应蛋白分泌等功能。其中,T4SS所介导的接合转移是基因水平转移的重要机制之一,多数接合型质粒和整合性接合元件都依靠它们自身编码的T4SS进行接合转移,进而散播它们所携带的生物学性状,如耐药性和致病性等重要性状。该研究工作通过文献深度挖掘和生物信息学精确预测,在五百多株已测序细菌基因组中识别出八百多个T4SS,对一万多个T4SS组分和接近两千个效应蛋白进行了功能描述,建立了开放知识库SecReT4。通过比较分析对T4SS进行了系统分类,扩充了已报道的T4SS类别。此外,对T4SS关键组分的进化分析为建立统一和定量的T4SS分类标准提供了新的参考。可见,这是我室在分子微生物学和生物信息学等多学科交叉所取得的系统性研究进展之一,有助于实现重要微生物资源的深度挖掘和有效开发。

 


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