合成生物催化剂 摘译自https://www.nature.com/articles/s41467-019-11242-5

染色体分离在真核生物中通常发生在完成复制之后,但在细菌中与复制同时发生。裙带菌丝单胞菌(Hyphomonas neptunium)是一种α-变形菌,其增殖方式是细胞延伸形成像茎的结构,并在茎的顶端形成芽进行增殖。为解析细菌染色体分离过程,德国菲利普斯大学研究人员揭示了裙带菌丝单胞菌通过独特的两步过程分离其染色体。

首先介绍细菌中负责驱动染色体分离的系统ParABS,其由三个部分组成:(i)多拷贝着丝粒样序列基序(parS),分布在复制起始(ori)区域;(iiDNA结合蛋白(ParB),与parS特异性结合,并进一步扩散到类核的相邻区域;(iiiPATP酶(ParA),作为分子开关,介导染色体分配过程。

该文章解析裙带菌丝单胞菌两步分离染色体的具体过程是:ParB·parS复合物与聚合物支架蛋白PopZ相互作用,从而将ori区域锚定在鞭毛杆上。在S期开始时,复制体在ori处组装,并且两个复制叉开始沿染色体的两个臂独立移动。复制开始后不久,两个姐妹ori区域在ParABS系统的驱动下在母细胞体内分离。两个ori区域中的一个固定在茎的基部,一旦复制叉到达染色体的最后三分之一,细胞便开始第二步分离过程。在此期间,在茎基部的ori区域通过茎转移到新生的芽室中。

因此,尽管细菌染色体复制和分离通常同时进行,但在裙带菌丝单胞菌中,这两个过程在很大程度上是不相关的,这使人联想到真核细胞的有丝分裂。该项研究结果表明,像茎萌芽来增殖的细菌已经进化出特定的机制,以将染色体分离调整到其不寻常的生命周期中。该工作于2019723日发表在《Nature Communication》杂志,题为“Two-step chromosome segregation in the stalked budding bacterium Hyphomonas neptunium”。

(孔杨杨 摘译)


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