在对热纤梭菌的基因组编辑工具开发的过程中,研究人员使用了腺苷激酶(Tdk)作为反筛标记,发现该反筛标记经常被一个非常活跃的IS3家族插入序列IS1447所失活。该研究组副研究员刘亚君等人对该插入序列进行了深入研究,通过基因组搜索和进化关系分析,发现IS1447类似的插入序列广泛存在于厚壁菌门的细菌中,在IS3家族的插入序列中具有非常独特的特征,代表了IS3家族中一个新的亚组。IS1447亚组通过+1位的转录滑移实现有功能的全长转座酶的合成,这是一种与已知的IS3家族所具有的核糖体-1位翻译水平移码完全不同的移码方式,且这一转录滑移只需要连续的7个腺嘌呤核苷酸(A)即可实现,这也不同于目前公认的至少8个连续的A或T才能实现转录滑移机制。此外,多个纤维素降解菌的基因组中都含有数目非常多的IS1447亚组插入序列。上述研究表明IS1447代表了富含于厚壁菌门中的新的IS3亚组插入序列,丰富了人们对嗜热转座元件的认识,同时也为开发在嗜热微生物使用的基于插入序列的突变工具提供了基础。
上述工作最近发表在Biotechnology for Biofuels上,由青岛能源所研究员冯银刚和崔球指导完成,刘亚君为论文的第一作者,该研究得到科技部、国家自然科学基金委、山东省和中科院项目的支持。
论文信息:Liu Y-J, Qi K, Zhang J, Chen C, Cui Q, Feng Y. Firmicutes-enriched IS1447 represents a group of IS3-family insertion sequences exhibiting unique +?1 transcriptional slippage. Biotechnology for Biofuels. 2018;11:300.
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图:来源于热纤梭菌的IS1447序列及其转录滑移位点分析。IS1447可表达三种转座酶OrfA、OrfB及OrfAB,其中OrfAB为有功能的全长转座酶。紫色表示反向重复序列,绿色及红色分别表示转座酶翻译起始及终止位点,黄亮表示移码区域。