研究人員揭示了分枝桿菌基因組中控制壓力適應(yīng)的隱藏特征

由遺傳學(xué)系助理教授劉青云博士領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)了一種被稱(chēng)為“轉(zhuǎn)錄可塑性”的遺傳特征，它在控制分枝桿菌對(duì)應(yīng)激條件的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

細(xì)菌細(xì)胞必須迅速調(diào)節(jié)其基因的表達(dá)，以應(yīng)對(duì)外部環(huán)境的突然變化。然而，某些基因在多大程度上可以響應(yīng)環(huán)境變化而改變其表達(dá)，而不是維持穩(wěn)定的表達(dá)水平，長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾著科學(xué)家。了解細(xì)菌如何調(diào)節(jié)這些不同的轉(zhuǎn)錄過(guò)程及其背后的遺傳特征仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

首席研究員劉清云博士與北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校、哈佛大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)的研究人員合作，著手解開(kāi)結(jié)核分枝桿菌 (Mtb) 轉(zhuǎn)錄反應(yīng)的復(fù)雜因素，結(jié)核分枝桿菌是導(dǎo)致結(jié)核病的細(xì)菌病原體。結(jié)核病仍然是單一傳染源導(dǎo)致死亡的主要原因，每年有超過(guò) 1060 萬(wàn)新病例和 160 萬(wàn)人死亡。

他們的研究題為“結(jié)核分枝桿菌應(yīng)激適應(yīng)的基因編碼轉(zhuǎn)錄可塑性”，發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

研究人員分析了一個(gè)綜合數(shù)據(jù)集，其中包含來(lái)自 73 個(gè)不同條件的 894 個(gè) RNA-Seq 樣本，這些樣本是在之前的研究中生成的，并由研究人員出于薈萃分析的目的而整理。

研究人員研究了結(jié)核分枝桿菌每個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄可塑性(TP)，作為基因表達(dá)響應(yīng)環(huán)境變化的變異性的代表。他們的分析揭示了 Mtb 基因之間顯著的 TP 變異，與基因功能和必要性相關(guān)。此外，他們發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵的遺傳特征，如基因長(zhǎng)度、GC 含量和操縱子大小，獨(dú)立地對(duì) TP 施加限制，超出了反式調(diào)節(jié)的范圍。

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