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实验室和天然肠道细菌菌株具有相似的突变特征

本站发布时间:2024-05-10 01:51:59

了解细胞中的突变过程为基因组的进化提供了线索。最积极的是,在人类癌症细胞中研究突变过程,而其他基因组往往被忽视

一个研究小组检查并比较了实验室和天然大肠杆菌(肠道细菌)的总体突变范围,得出的结论是它们实际上无法区分。研究结果发表在《基因组生物学与进化》杂志上

“突变发生在复制过程中,即复制DNA,或由于链断裂或其他疾病而‘修复’DNA时。修复系统也可能出错。

”不同的复制和修复系统会犯不同的错误,这取决于环境。通常会检查三个核苷酸:发生突变的一个核苷酸,以及突变左右两侧的两个核苷酸。

Skoltech生物中心主任Mikhail Gelfand教授说:“一组典型的突变,加上特定系统的特定环境,被称为突变特征。例如,人类有紫外线照射和吸烟的突变特征,这是某些癌症的特征。”

该团队首次对大肠杆菌的突变特征进行了研究—复制和修复系统的突变特征的总数。第一步是在分子与理论生物学暑期学校的高中生身上测试这项任务,研究人员还与在同一问题上进行实验的印度同事取得了联系

Gelfand继续说道:“我们来自印度的合作伙伴提供了关于复制和修复系统被破坏的大肠杆菌的数据。从中,我们能够提取不同系统的纯突变特征,然后将大肠杆菌的突变特征分解为特征,并了解哪些系统对突变的贡献更大。”

科学家们还使用了关于大肠杆菌长期进化的实验数据。这项实验室研究已经进行了30多年,由理查德·伦斯基领导。将实验室菌株的突变图谱与天然菌株的突变谱进行了比较

“我们发现这些特征是相似的。实验室菌株并不生活在与自然界相似的条件下,因此这一结果是出乎意料的。此外,这些结果与大肠杆菌在自然环境中的进化包括正常缓慢进化的交替期和超突变模式下加速进化的较短期的观点相矛盾。

”相反,在大肠杆菌自然菌株的进化过程中,非典型突变机制对突变总体积累的贡献是微不足道的,”Gelfand说

More information: Sofya K Garushyants et al, Mutational Signatures in Wild Type Escherichia coli Strains Reveal Predominance of DNA Polymerase Errors, Genome Biology and Evolution (2024). DOI: 10.1093/gbe/evae035

Journal information: Genome Biology and Evolution

Provided by Skolkovo Institute of Science and Technology

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