转座元件启动子与沉默耐药基因的激活

看不见的线
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2023-11-23 13:52:58
原创

转座元件（transposable elements, TEs,包括插入序列和转座子）可以通过多种方式启用或调节邻近基因的表达。其中一些方式是间接的，涉及遗传结构的转座后重排（即TE拷贝的同源重组导致部分序列缺失，使远处的启动子更接近基因），而另一些则是转座事件本身所固有的，包括（a）由编码特定转录抑制因子的调控基因插入失活导致的基因去阻遏，以及（b）启动子传递。启动子的传递在抗生素耐药背景下具有特别意义，因为这是导致沉默的无启动子基因激活或弱启动子基因表达增加的最常见现象。

相关的研究显示引起沉默基因激活的转座事件具有高度的多样性，而更重要的是这些不同来源的TE启动子能够激活或调节附近抗性基因（ARG）的表达：以下(a,b)代表转座酶基因启动子，(c-g)代表融合启动子和outward启动子，(h)代表反义RNA启动子，(i)代表复合转座子内的启动子。对于融合或杂合启动子，其−35和−10顺式作用元件分别来自插入的IS和靶DNA。

TE介导的缺失可以在更高和更低的组织水平上影响细菌基因组。大规模基因组的缺失伴随着自由生活的微生物向专性病原体的转变，而单一的缺失事件可以通过去除转录终止子和产生新启动子的基因重组方式来改变局部转录格局。这种基因组的改变与抗菌药物耐药（AR）相关，如果一个表达不佳或沉默的抗性决定簇受到先前远端启动子的控制，就会出现AR。TE引起的缺失可以根据潜在的分子机制进行分类，这取决于所涉及的蛋白质机制。这种分类方法产生以下类别：（a）同源重组，（b）转座，和（c）插入序列切除增强子（IEE）蛋白的转座酶依赖性活性。