整合子与耐药基因的关系

看不见的线
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2023-11-23 13:44:48
原创

整合子是一类非常重要的可移动遗传元件，它既可以存在于染色体上，也可以存在于某些质粒上。与其它可移动元件不同，整合子本身或者说整合子的保守部分并没有转移能力，因此完整的整合子需要质粒和插入序列或转座子介导其在细胞间和细胞内的水平转移。但是它的功能又非常特殊，因为它同时兼具了基因捕获和基因表达2种能力。一般来说一个整合子可以携带一个或多个耐药基因盒并启动这些耐药基因的表达，其基因盒的数量和种类将极大地丰富菌株的耐药谱，可以说整合子是细菌最重要的耐药基因储存库。

从结构上来看，整合子包含5’保守区、基因盒可变区以及3’保守区。其中5’保守区主要包括整合酶基因以及启动子和初始整合位点attI，它们是整合子功能的重要来源。基因盒可变区为整合子捕获的连续排布的非保守基因，多为耐药基因，虽然整个整合子不能直接转移，但基因盒是可以主动切离的。最常见的1类整合子，其3’保守区通常包含sul1、qacEΔ1基因和tni序列，但末端的tni序列经常被插入序列ISCR及其携带的基因簇所取代而形成更加复杂的杂合整合子结构。

在我们接手的一些项目中也经常观察到1类整合子相关区域在基因组上形成连续成片的多药耐药基因富集区，这可能也是1类整合子一个的重要特征。此外，我们发现自己预测和注释出来的genbank文件中对于整合子相关的信息通常不太准确。而且由于Resfinder无法预测到整合子3’区的qacEΔ1基因，而CARD对氨基糖苷类耐药基因的亚型预测可能不够准确，因此在基因组序列涉及到整合子结构时，最好能够对预测和注释结果进行校对。

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