JPATH 杂志的病原体 2090 - 3065 SAGE-Hindawi访问研究 693769年 10.4061 / 2011/693769 693769年 研究文章 小说msDNA(单链DNA Multicopy)应变出现在 鼠疫frederiksenii写明ATCC 33641 Contig01029致肠病的细菌的基因组分析Retron 达斯 Rasel 1 Shimamoto 佐藤 2 Arifuzzaman 医学博士。 1 Ukuku 堤O。 1 生物化学和生物技术 科技大学吉大港(科大) 4202年福伊的湖,吉大港 孟加拉国 varsityadmission.com 2 食品微生物学实验室和卫生 科学研究生院的生物圈 广岛大学 Higashi-Hiroshima,广岛739 - 8528 日本 hiroshima-u.ac.jp 2011年 17 11 2011年 2011年 10 03 2011年 25 07年 2011年 2011年 版权©2011 Rasel Das et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

Retron是一个编码的retroelement msDNA(单链DNA multicopy),明显发现主要是革兰氏阴性致病菌。我们筛选 鼠疫frederiksenii写明ATCC 33641 contig01029 retroelement使用生物信息学工具和小说retron-Yf79特征的染色体编码msDNA-Yf79。在这项研究中,我们发现,密码子使用retron-Yf79是显著不同的 y frederiksenii基因组。它表明,retron-Yf79外源DNA元素,融入这种生物基因组在进化。此外,我们发现一个转座酶的基因位于retron-Yf79的下游。因此,酶可能负责这部小说retron元素的换位。

 1。介绍

在过去的21年,它已经表明,一些致病革兰氏阴性细菌菌株包含遗传元素称为retrons。Retron retroelement组成 msr编码RNA msDNA的一部分, 默沙东公司msDNA编码DNA的一部分, 受潮湿腐烂逆转录酶基因(RT) ( 1]。逆转录酶(RT)最初发现的病毒( 2)作为一个重要酶逆转录病毒的复制。自从RT在粘细菌的发现 3), 大肠杆菌( 4)提出了一个有趣的问题关于它的起源和功能在原核生物 5]。

msDNA (multicopy单链DNA)是由一个小,单链DNA,与一个小、单链RNA分子。5′末端的DNA分子加入到内部基本鸟嘌呤(G)残留的RNA分子独特的2′,5′磷酸二酯键( 6]。自从msDNA最初发现于土壤细菌革兰氏阴性, Myxococcus克桑托斯( 7它也是独立于综合依从性 大肠杆菌(AAEC) [ 8),一个古典致肠病的 大肠杆菌(EPEC) [ 9),最近 霍乱弧菌( 10), 沙门氏菌血清型沙门氏菌感染( 5), 诉parahaemolyticus和 诉mimicus(Shimamoto T, 2003年未公开的数据)。因此,RT可能有一个角色的多样化致病性细菌基因组。

尽管msDNAs已经分离出致病革兰氏阴性细菌,在这项研究中,我们为一本小说retron地区筛选的完整基因组序列 鼠疫frederiksenii( 11]的编码 msr, 默沙东公司与一个 受潮湿腐烂基因的最佳打击RT序列相似性 中霍乱弧菌,相关拮抗和S。沙门氏菌感染 。这些提供洞察这个神秘的元素的重要作用在这些细菌物种。

 2。材料和方法 2.1。基因组分析Retron-Yf79 2.1.1。序列检索

确定retron-Yf79的特定地点,完整的基因组核苷酸序列 鼠疫frederiksenii写明ATCC 33641 contig01029检索国家生物技术信息中心(NCBI)资源( http://www.ncbi.nlm.nih.gov/),加入以下数量(AALE02000035) [ 11]。调查一个进化的反转录酶氨基酸序列之间的关系 y frederiksenii, 中霍乱弧菌,相关拮抗和 年代。沙门氏菌感染;从服务器收集ExPASy蛋白质组学( http://expasy.org/)。此外,16 s rRNA (16 s rRNA)核苷酸序列 y frederiksenii, 中霍乱弧菌,相关拮抗和 年代。培养收集从基因和基因组的京都百科全书(KEGG)生物数据库可以在GenomeNet服务器,日本( http://www.genome.jp/)观察可能在这些物种进化的场景。

 2.1.2。序列比对

的基因组织 msd-msr地区retron-Yf79决定根据他们的核苷酸序列分析,也就是说,守恒的核苷酸与其他地区的存在 msr-msd编码区域已从各种病原菌分离( 中霍乱弧菌,相关拮抗和 年代。沙门氏菌感染)通过使用(ClustalW)程序可以在( http://www.genome.jp/tools/clustalw/),日本( 12]。与他人评价的相似性RT-Yf79 RT-Vc95 霍乱弧菌( 10),RT-Vp96从 诉parahaemolyticus(Shimamoto T, 2003年未公开的数据)和RT-St85 年代。沙门氏菌感染( 5),校准程序是利用网站( http://www.genome.jp/tools/clustalw/)[ 12),在确定的最佳打击RTs爆炸序列相似性搜索的程序在NCBI BLAST主页( http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)。

 2.1.3。结构预测和密码子偏好分析

msDNA-Yf79的DNA和RNA二级结构预测的使用数据库( http://www.ncrna.org/centroidfold/)[ 13]。的启动子序列retron-Yf79是守恒的启动子序列预测的基础上( 14]。评价retron是否是一个外源DNA元素,密码子的偏见。retron-Yf79和整个生物体基因组的密码子偏好坚定了使用密码子使用数据库( http://www.kazusa.or.jp/codon)[ 15]。

 2.1.4。系统发育分析

评估RT-Yf79的起源和相似性 y frederiksenii,系统树是由使用其他RTs ( 中霍乱弧菌,相关拮抗和 年代。沙门氏菌感染)。这些氨基酸序列互相对齐以及通过使用(ClustalW) ( http://www.genome.jp/tools/clustalw/),日本( 12]。在默认条件下执行序列比对和系统树是由neighbor-joining构造方法。16 s核糖体rna的种系发生树也是构建基于核苷酸序列通过使用相同的数据库可以在( http://www.genome.jp/tools/clustalw/),日本( 12]。

 3所示。结果 3.1。msDNA-Yf79的结构

分析 默沙东公司核苷酸序列显示msDNA发现DNA的一部分 y frederiksenii预计由79个碱基的单链DNA,因此命名为msDNA-Yf79,和RNA msDNA-Yf79由70个碱基编码的一部分吗 msrretron-Yf79的基因(图 1(一))。此外,鸟嘌呤(G)基地残留在RNA分子的位置12支了一个独特的2′,5′磷酸二酯链接(图 1(一))。msDNAs孤立于其他细菌包含至少一个不匹配的DNA碱基对的茎可诱变( 16, 17]。然而,在这项研究中,我们观察到的DNA结构msDNA-Yf79不包含任何不匹配的碱基对一样msDNAs大多是孤立于其他致病细菌(图 1(一))。此外,msDNA-Yf79共享一些守恒的核苷酸序列与其他msDNAs (msDNA-St85 -Vc95和-Vp96)(图 1),除了胸腺嘧啶(T)在67位置在DNA的一部分msDNA-Yf79(图 1(一))。

可能的二级结构multicopy单链DNA (msDNAs)致病细菌。(a)基地分支鸟嘌呤(G)残留在RNA的部分位置12 msDNA环绕,形成一个2′,5′磷酸二酯键(a), DNA和RNA二级茎环结构的基础上,提出了序列。RNA部分是盒装和RNA和DNA的数量从5′末端开始。守恒的核苷酸是由恒星在所有msDNAs表示。(一)msDNA-Yf79预计 鼠疫frederiksenii( 11),(b) msDNA-St85隔离开 年代。沙门氏菌感染( 5),(c) msDNA-Vc95来自 霍乱弧菌( 10),(d) msDNA-Vp96来自 诉parahaemolyticus(Shimamoto T, 2003年未公开的数据)。箭头表示胸腺嘧啶基地67处(T)的DNA部分msDNA-Yf79 (a)。

 3.2。基因组组织Retron-Yf79

retron-Yf79由核苷酸序列约2.8 Kb, retron元素是35和10−−守恒的启动子的转录序列位于5英国石油公司上游 msr-msd编码区(图 2(一个)和 2 (b))。此外,两个开放阅读框(orf)位于下游的 msr和 默沙东公司编码序列,一个是RT-Yf79 retron-type逆转录酶编码310个氨基酸,和另一个orf编码- 541是一个假定的ATP结合蛋白含有541个氨基酸(图 2(一个))。retron上游和下游地区的元素还包含yfred0001_42820基因编码一个假设的蛋白质(356原子吸收光谱法)和Yred0001_42860基因编码一个转座酶(308 AAs),分别为(图 2(一个))。

全基因组的retron-Yf79基因组组织 鼠疫frederiksenii(一)和染色体 msr-msdRT基因核苷酸序列以及(b): 35和10−−守恒的强调和位于上游的启动子序列 msr-msd编码序列。反向重复,a1 / a2和b1 / b2,是由箭头表示,而守恒的鸟嘌呤(分支G) 12日的位置 msr星上显示的部分n端氨基酸序列的g . RT和orf - 541都表明,ATG(蛋氨酸)和AAA(赖氨酸)大胆,强调(b和c)。

 3.3。密码子的使用Retron-Yf79

识别RT-Yf79和子- 541基因的起源 y frederiksenii基因组的密码子使用。这表明RT-Yf79 AAA密码子和子- 541基因用于赖氨酸的频率为55%和74%,分别,但是 y frederiksenii基因组只有AAA赖氨酸的密码子使用频率的20%的时间(数据没有显示)。现在的观察表明,retron-Yf79外源DNA元素和可能获得的生物染色体与其他祖先物种在进化。

 3.4。RT-Yf79与其他ret基因的比较研究不同的病原菌

由retron-Yf79 RT-Yf79编码由310 AA残留。令人惊讶的是,所有retron RTs病原菌被证明身份最高RT-Yf79: RT-Vc95(从 霍乱弧菌,44%的身份),RT-Vp96(从 诉parahaemolyticus,45%的身份),和RT-St85(从 年代。沙门氏菌感染 ,身份43%)当这些RTs比较彼此通过使用多个氨基酸排列(图 3)。这四个RTs共享大约同样数量的氨基酸(图 3)。此外,他们都共享一个保守域以及对方(数据未显示)。

比较的氨基酸序列比对RT-Yf79最高的三个身份RT序列:RT-Vc95身份(44%),RT-Vp96身份(45%),和RT-St85身份(43%)。氨基酸保存在所有四个RTs标有星号和黑色的颜色。守恒和守恒的氨基酸残基是标有点和每个RT的氨基酸的数量写在最后的对齐。

 3.5。系统发育分析RTs和16 s核糖体RNA基因的序列

观察到的基因多样性 受潮湿腐烂基因和同源(从16 s核糖体RNA基因 y frederiksenii, 中霍乱弧菌,相关拮抗和 年代。沙门氏菌感染)系统发育树是由使用ClustalW ( http://www.genome.jp/tools/clustalw/),日本( 12)(图 4)。系统发育树分析显示一个基本的多样性 受潮湿腐烂基因与宿主细菌( y frederiksenii)物种RT-Yf79 y frederiksenii( 11)是RT-Vp96密切相关 诉parahaemolyticus(Shimamoto T, 2003年未公开的数据)而不是RT-St85 年代。沙门氏菌感染( 5)和RT-Vc95 霍乱弧菌( 10)的病原菌RT-St85 RT-Vc95密切相关(图 4(一))。尽管RT-Vc95和RT-Vp96来自 弧菌物种,都互相分化密切相关时RT-St85 RT-Yf79,分别(图 4(一))。16 s rrna的系统发育分析表明,这些致病菌的基因组可能收购retron元素在他们的进化(图 4 (b))。

系统发育树中 中y frederiksenii、霍乱弧菌、相关拮抗,S。培养基于RT (a)和(b) 16 s核糖体RNA基因。树是由使用neighbor-joining CluslalW程序(NJ)方法。加入以下ExPASy RT的数字序列中使用了系统建设: y frederikseniiRT-Yf79-C4SUU2, 霍乱弧菌RT-Vc95-Q9S1F2, 诉parahaemolyticus -Q8L0W6, 年代。沙门氏菌感染——E7UVY4。加入以下GenomeNet编号为16 s rRNA序列中使用了系统建设: y frederiksenii -NR_027544.1, 霍乱弧菌-2614447, 诉parahaemolyticus -1187490和 年代。沙门氏菌感染,1251767。

 4所示。讨论

在这项研究中,我们证明了一个新的msDNA-Yf79存在 y frederiksenii写明ATCC 33641 contig01029细胞类型和属性的St85相比, 5],Vc95 [ 10]和Vp96 (Shimamoto T, 2003年未公开的数据)。msDNA-Yf79 retron-Yf79负责生产的 y frederiksenii革兰氏阴性致病菌菌株。

然而,基因组织retron-Yf79类似发现 大肠杆菌(retron-Ec83和-Ec78) ( 8, 9),也就是说,只包含两个开放阅读框(orf) retroelement。另一方面,retron-Vc95[的基因组织 10]和retron-Vp96 (Shimamoto T, 2003年未公开的数据)是完全不同的,因为他们包含第三子。msDNA-Yf79 msDNA-St85序列相似,msDNA-Vc95和msDNA-Vp96这些msDNAs共享大量的核苷酸序列高度保守的基地,这表明它们可能是起源于一个共同的起源(即。,从一个共同祖先)。守恒的鸟嘌呤(G)基地的存在在RNA的位置12 msDNA-Yf79涉及分支形成的一部分通过2′,5′-phosphodiater链接在dna RNA复杂(图 1(一))。利马和Lim表示,突变的鸟嘌呤(G)防止基地msDNA合成和逆转录的主要产品可能是一个分支dna rna化合物( 9),支持我们的观察。

此外,它很有趣,茎的结构msDNA-Yf79没有包含任何不匹配的碱基对msDNA孤立的像大多数其他致病细菌。此外,密码子的使用这个retron元素和系统发育分析的RTs和16 s rRNA病原菌透露,这个retron外源DNA元素。的下游retron element-Yf79包含一个转座酶的基因表明这种酶可能参与换位这本小说retron元素的基因组。

我们考虑后决定仔细看这retron-Yf79的核苷酸序列 y frederiksenii因为这种生物在致病性中的作用产生了巨大的价值。msDNA功能仍不清楚。然而,这种dna rna复杂在革兰氏阴性病原菌鉴定过程中致病性可能支持其作用。此外,retron元素中可能发挥重要作用等改编的细菌在不同压力条件下通过改变监管社会行为在哪些条件下的表达,表情是稠密的。将需要进一步实验证明msDNA的功能,这可能是开了一个新领域的过程中致病性或适应在压力条件下。

 确认

作者真诚地承认这种关注Nurul教授伊斯兰教(科技大学副校长吉大港,孟加拉国),Nurul Absar(生物化学与生物技术、科技大学吉大港,孟加拉国),教授和海森(遗传信息研究和教育中心,奈良科技研究所、日本)为他们的有益的建议和有用的关于本文的评论。

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