Kontrola genów dla sprzężonego transferu plazmidów i innych elementów ruchomych

5.2 plazmidy szerokiego zakresu gospodarzy

5.2.1 plazmidy gronkowcowe

niektóre plazmidy gronkowcowe mają rozmiar 40-60 kb i przenoszą się z niską częstotliwością (104-106 transkoniugantów na dawcę) na powierzchniach stałych . pGO1 (52 kb) kodujący oporność na aminoglikozydy, trimetoprim i czwartorzędowe związki amoniowe służy jako model do badania genetycznej organizacji regionu transferu takich plazmidów . Region transferu koniugacyjnego zlokalizowano za pomocą mutagenezy transpozonowej . Sekwencja DNA i organizacja transkrypcyjna regionu transferu (trs) zidentyfikowały 14 ORF nad regionem 14 kb, które prawdopodobnie są genami czynnościowymi (trsA-trsN). trsA-trsM są transkrybowane w tym samym kierunku na jednej nici, podczas gdy trsN jest transkrybowany rozbieżnie, a jego promotor częściowo pokrywa się z trsA. Klon zawierający sam trs nie może być przenoszony niezależnie i nie znaleziono żadnego potencjalnego oritu wewnątrz lub przylegającego do trs. Do koniugacji niezbędny jest dodatkowy orf, oznaczony nes (ang. “nicking enzym of staphylococcus”), zlokalizowany 13,5 kb 5′ do trs . Przewidywana sekwencja aminokwasów wykazuje podobieństwo do znanych relaksaz. 100 bp 5 ‘ do nes leży Sekwencja oriT identyczna z oritem sprzężonych lub mobilizowalnych plazmidów: RSF1010, pTF-FC2, r1162, pSC101 i pIP501. Nes może wygenerować pojedynczy nick w oriT. Położenie oriT i nes z dala od klastra trs jest unikalne w badanych plazmidach i może odzwierciedlać niedawne wstawianie obcego DNA.

TrsN hamuje transkrypcję genów niezbędnych do przeniesienia koniugacyjnego poprzez wiązanie się z regionami 5 ‘ do ich miejsc początkowych translacji . Oczyszczony TrsN wiąże DNA i stopniowo opóźnia fragmenty zawierające promotory trsL, trsA i trsN. Nadmiar TrsN zmniejszał aktywność β-galaktozydazy w fuzji transkrypcyjnej trsL-lacZ i zmniejszał częstotliwość koniugacji pGO1. Odwrotnie, częstotliwość transkrypcji i koniugacji zwiększała się w obecności nadmiaru docelowego trsL. aktywność β-galaktozydazy zmniejszyła się również w fuzjach trsG, trsI i trsK, które są transkrybowane z promotora poprzedzającego trsD, pomimo braku wiązania TrsN z tym fragmentem promotora. Sugeruje to złożony wzór transkrypcji, który nie został jeszcze w pełni wypracowany. nes jest niezależny od regulacji trsN i wytwarza obfite poziomy transkryptów, podczas gdy większość transkryptów trs jest niska ze względu na regulację przez trsN.

TrsN wydaje się modulować, a nie wyłączać i włączać ekspresję genów, więc produkty są wytwarzane w odpowiednim czasie i na odpowiednim poziomie. Sugeruje to istnienie różnych złożonych pętli sprzężenia zwrotnego i możliwość regulacji samego trsN. Nie jest jasne, czy trsN reaguje na produkty genu trs lub czy istnieją sygnały zewnętrzne do komórki, które wyzwalają lub modulują funkcje koniugacyjne.

niedawno opisano kompletną sekwencję nukleotydową regionu transferu z pSK41 . traH koduje produkt lipoproteinowy, którego ostatnie osiem reszt N-końcowej sekwencji sygnałowej ma podobieństwo sekwencji aminokwasowej z peptydem związanym z indukowanym feromonem mechanizmem sprzęgania Enterococcus faecalis, co sugeruje możliwą funkcję tego peptydu jako feromonu. TraH jest uznawany za feromon przez komórki Enterococcus faecalis , w których znajduje się plazmid pAD1, więc może również odgrywać rolę w transferze DNA kierowanym przez pSK41.

5, 2, 2 plazmidy paciorkowców

plazmid koniugacyjny paciorkowców o szerokim zakresie żywicieli pIP501 (30.2 kb, nadająca oporność na makrolid, linkozamid i streptograminę, jak również chloramfenikol) koduje dwa regiony zaangażowane w biegłość koniugacji, które zostały zidentyfikowane przez mutagenezę transpozonu . Region a Zawiera funkcjonalne miejsce oriT podobne do Orit bakterii Gram-ujemnych i sześć sąsiadujących otwartych ramek odczytu (orf1-6) bezpośrednio za tym miejscem oriT. orf1 wykazywał podobieństwo do Gram-ujemnych białek relaksazy plazmidowej (Gen MobA rsf1010 i gen MobL pTF-FC2), ale orfs2-6 były unikalne. Ponadto orfs3-6 był w stanie uzupełniać mutacje w trans, podczas gdy orf2 nie był w stanie. Tak więc pomimo podobieństw między oritem i relaksazą, wyjątkowość orfs2-6 i ich domniemanych produktów sugeruje, że mogą istnieć fundamentalne różnice między systemami przenoszenia bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych.

6 sprzężonych transpozonów

sprzężonych transpozonów łączy cechy transpozonów, plazmidów i bakteriofagów . Mogą się one wyodrębnić i zintegrować z DNA, podobnie jak transpozony, chociaż za pomocą innego mechanizmu niż dobrze zbadane Tn5 i Tn10: transponują one przez kowalencyjnie zamknięte, koliste półprodukty i nie powielają miejsca docelowego przy integracji z DNA. Przeniesienie koniugacyjne następuje również poprzez kowalencyjnie zamknięty związek pośredni, w którym pod względem przypominają plazmidy . Jednak ich wycięcie i integracja przypomina wycięcie i integrację umiarkowanych bakteriofagów, a niektóre zakodowane integrazy wykazują podobieństwo sekwencji do członków rodziny integraz lambda . Występują zarówno w bakteriach Gram-dodatnich, jak i Gram-ujemnych. Główne typy są opisane poniżej.

6, 1 Tn916

Tn916 (18.5 kb) stwierdzono u E. faecalis (Gram-dodatni), a także u gatunków Gram-ujemnych, takich jak Neisseria i Kingella, i wykazano przeniesienie między tymi gatunkami. Zawiera ten sam gen TCR, tetM, który koduje rybosomowy typ białka oporności, jak Tn5253 (60 kb), występujący w Streptococcus pneumoniae . Region niezbędny do przeniesienia Tn916 został zmapowany i zsekwencjonowany . Żaden z przewidywanych produktów tego regionu nie wykazuje znaczącego podobieństwa sekwencji do białek pilusa płciowego sprzężonych plazmidów, a ponieważ liczba genów jest niewielka, ten układ przeniesienia może być prostszy niż układ F lub RK2 i może brakować pilusa płciowego. Mały fragment działający na zasadzie cis, który może zmobilizować niezbywalny plazmid, gdy w trans obecny jest nienaruszony transpozon, a zatem powinien kodować oriT, zawierał cztery sekwencje przypominające albo RP4, albo f oriTs. Jeden orf w regionie transferu wykazał znaczące podobieństwo do białka mobilizującego Mbee ColE1 . Tak więc jednoniciowe DNA może być przenoszone podczas koniugacji.

Transfer Tn916 jest stymulowany przez tetracyklinę 10-100-krotnie . Może to być pośredni wynik reakcji stresowej wywołanej antybiotykami. Jednakże, ponieważ int i xis znajdują się poniżej tetM, stymulacja transkrypcji tetM przez tetracyklinę może skutkować zwiększonym odczytem int i xis, co może skutkować zwiększoną częstością transpozycji. Możliwy Gen regulatorowy, traA, znajduje się pomiędzy tetM i int / xis . Sugeruje się, że istnieje niski poziom konstytutywnej transkrypcji z promotora przed traA i że TraA jest aktywatorem transkrypcyjnym, który reguluje własną transkrypcję i transkrypcję xis-TN, jak również geny koniugacji. W ten sposób transpozycja, a tym samym pośredni transfer, może być pod podwójną kontrolą, jak zaobserwowano w przypadku genów transferowych plazmidów Ti.

6.2 sprzężone transpozony Gram-ujemnych beztlenowców

w Gram-ujemnych beztlenowcach, zwłaszcza Bacteroidach, stwierdzono grupę transpozonów całkowicie niezwiązanych z Tn916 . Są one znacznie większe: od 65 kb do ponad 150 kb . Podobnie jak Tn916 mają średnicę transferową kołową . Mogą one obejmować akcyzę i mobilizację niezwiązanych ze sobą elementów zintegrowanych (zob. sekcja 6.4). Większość z nich posiada Rodzaj ochrony rybosomu genu TCR tetQ i posiadają skomplikowany system regulacyjny, który wykrywa tetracyklinę i kontroluje funkcje przenoszenia. Znane są dwie rodziny: Tcr ERL i TCR Emr 78539.

region Bacteroides transposon TCR Emr DOT, który jest niezbędny i wystarczający do przeniesienia małżowinowego, został zlokalizowany w segmencie 18 kb . Region oriT znajduje się w środku transpozonu . Zdolność do mobilizacji plazmidu w cis sugeruje, że po wprowadzeniu Nicka w oriT pojedyncza nić jest transportowana przez pory godowe. OriT nie ma podobieństwa sekwencji do Orit sprzężonych plazmidów E. coli lub końców T-DNA. Ponadto geny kodujące białka transferowe są zlokalizowane w odległości co najmniej 3 kb od regionu oriT. ORF sąsiadujący z oriT koduje białko regulatorowe RTEC, które kontroluje ekspresję genów tra.

krótka ekspozycja dawcy Bacteroides przenoszącego Tcr Emr DOT na niski poziom tetracykliny stymuluje samoistny transfer 10 000-krotnie . Stymulacja ta prawdopodobnie nie jest spowodowana stresem spowodowanym przez tetracyklinę hamującą syntezę białek, ponieważ nietoksyczny Analog chlortetracykliny stymuluje również transfer. Tetracyklina stymuluje 20-krotną transkrypcję Operonu zawierającego tetQ i geny regulacyjne rtea i rteB (Fig. 6) . RteA wykazuje podobieństwo sekwencji aminokwasowej do białka sensorowego dwuskładnikowych układów regulacyjnych, jednak jego rola w kontroli transferu nie jest ustalona .

RteB ma podobieństwo sekwencji aminokwasowej do białka aktywatora systemów dwuskładnikowych i dlatego może funkcjonować z RteA. Jest niezbędny do transferu i aktywuje RTEC, Gen dalszy . Wydaje się również działać jako antyrepresor, aby przeciwdziałać efektowi jeszcze niezidentyfikowanego represora, który zwykle uniemożliwia ekspresję genów transferowych : region transferu TCR Em DOT, sklonowany przy braku zarówno rteabc, jak i domniemanego represora, może przenosić się konstytucyjnie. RteC jest niezbędny do samodzielnego transferu, ale nie jest konieczny do mobilizacji plazmidów współistniejących. Sugeruje to, że RteC działa jako antyrepresor w celu kontrolowania ekspresji genów relaksosomu i/lub genów niezbędnych do wycięcia i krążenia sprzężonego transpozonu .

wydaje się mało prawdopodobne, aby ta złożona odpowiedź tetracyklinowa mogła rozwinąć się w czasie od pierwszego klinicznego zastosowania tego antybiotyku. Tetracyklina wytwarzana w przyrodzie przez promieniowce jest mało prawdopodobne, aby przyczyniła się do ewolucji tego systemu, ponieważ oba organizmy żyją w różnych niszach. Inną możliwością jest to, że tetracyklina nie jest naturalnym induktorem, ale przypomina roślinne związki fenolowe, które są prawdziwym induktorem. Ponieważ Bacteroides koniugują się tylko na powierzchniach stałych, wykrywanie obecności roślin może sygnalizować obecność odpowiedniej powierzchni do krycia .

6.3 pierwszy sprzężony transposon u Enterobacteriaceae

CTnscr94 to duży (∼100 kb) sprzężony transposon u Enterobacteriaceae, który integruje się w sposób niezależny od RecA w dwóch określonych miejscach przyłączenia do chromosomu E. coli. Jedno z miejsc przyłączenia zostało zidentyfikowane w obrębie pheV, strukturalnego genu trnaphe. Transpozon koduje zależny od PTS szlak fermentacji sacharozy. Wydaje się, że jest to pierwszy sprzężony transpozon zidentyfikowany u bakterii jelitowych. Wcześniej było tylko jedno doniesienie o domniemanym koniugacyjnym transpozonie, R391, znalezionym u Proteus rettgeri, ale nie zostało to dobrze udokumentowane.

6.4 mobilizacja niezwiązanych, zintegrowanych segmentów DNA przez sprzężone transpozony Bacteroides: NBUs

nbus, niereplikujące jednostki Bacteroides (10-12 kb), są zintegrowanymi elementami, które mają wysoką homologię w regionie wewnętrznym zawierającym geny mobilizacji (mob) i oriT . Wycięcie i cyrkulacja NBUs są wyzwalane przez rteb dostarczany przez sprzężone transpozony . Ekspresja rteB jest indukowana przez niski poziom tetracykliny, tak że obecność sprzężonego transpozonu i ekspozycja na tetracyklinę są niezbędne do wycięcia i mobilizacji NBUs. NBUs koduje tylko pojedyncze białko mobilizujące, które jest zdolne do wiązania się z oritem, niszczenia i inicjowania transferu pojedynczej nici przez współpracujący por dostarczany przez sprzężony transpozon . Miejsce docelowe nbu1 znajduje się na 3′ końcu genu tRNAleu . Gen integrazy, intN1, nbu1 ulega ekspresji konstytutywnej. Formy okrężne NBU są mobilizowane również przez plazmidy IncP R751 i RK2 . Mogą być przenoszone z Bacteroides do E. coli i niewspółmiernie zintegrowane z genomem E. coli.

6.5 wnioski dotyczące sprzężonych transpozonów

sprzężonych transpozonów przyczyniają się do rozprzestrzeniania się genów oporności na antybiotyki w klinicznie ważnych bakteriach, takich jak Bacteroides i Gram-dodatnie cocci. Przenoszenie wielu sprzężonych transpozonów Bacteroides jest stymulowane przez niskie stężenia antybiotyków. Tak więc antybiotyki nie tylko wybierają szczepy oporne, ale także stymulują transfer genów opornych. Tak więc stosowanie antybiotyków w stężeniu subletalnym może mieć większy wpływ na mikroflorę rezydenta niż wcześniej sądzono.

7 inne systemy

wiele innych systemów jest godnych uwagi z różnych powodów, chociaż dostępnych jest niewiele szczegółów molekularnych na temat mechanizmów kontrolnych. Plazmidy calowe są raczej niejednorodne, składające się z co najmniej czterech podgrup: IncHI1, IncHI2, IncHI3 i IncHII. Genetyka jest najlepiej zrozumiała dla plazmidu IncHI1 R27, który jest interesujący, ponieważ ma optymalną temperaturę 26-30°C i może dostarczać informacji istotnych dla plazmidów z gleby i środowiska wodnego, które na ogół mają znacznie niższą optymalną temperaturę niż organizmy jelitowe .

region transferu plazmidu IncI1 R64 (122 kb plazmidu z S. typhimurium) jest jak dotąd największym scharakteryzowanym obszarem obejmującym 54 kb. Region nie jest po prostu przyległych funkcji transferu, ponieważ stabilne geny dziedziczenia zostały również Znalezione w segmencie . Koduje dwa typy pilusów, a także funkcje pomocnicze, takie jak primase. Produkowane grube pili są potrzebne w każdych warunkach, podczas gdy cienkie pili są potrzebne tylko w ciekłych kryciach, gdzie pary godowe są bardziej podatne na rozpadanie się z powodu ruchu dawcy i biorcy. Na podstawie kompletnej sekwencji regionu pil proponuje się, że cienkie pili należą do rodziny typu IV, które są zwykle związane z przyłączeniem bakterii chorobotwórczych do komórek eukariotycznych . Istnieje wiele wersji genu pilV kodującego pilin dla cienkiego pilusa. Nietypowy mechanizm kontroli pozwala na sekwencyjną ekspresję różnych genów pilV . Określane jako shufflon, rearanżacje DNA są promowane przez serię siedmiu powtórzeń 19-bp, które są reagowane przez miejscowo specyficzną rekombinazę z rodziny integraz . Inwersje w tych miejscach pozwalają na wszystkie możliwe kombinacje czterech różnych segmentów, z których trzy mają dwa alternatywne C-termini zakodowane z każdego końca (A/A’, B/B’, C/C’). Czwarty segment koduje tylko jeden możliwy C-terminus. Różne białka pilusa pozwalają na inwazję różnych gatunków żywicieli, tak że te rearanżacje kontrolują transfer do określonych żywicieli. R64 wykazuje pozytywną regulację poprzez dwa przypuszczalne polipeptydy, TraB i TraC, które są potrzebne do ekspresji wielu funkcji związanych z transferem, w tym genu cienkiego pilusa i genu primazy . Region oriT składa się z oriT i dwóch genów, nikA i nikB, które są transkrybowane z promotora w regionie oriT i są w ten sposób autoregulowane przez relaksosom zmontowany przez NikA i NikB .

podobnie jak plazmidy IncP, plazmidy IncN wydają się być zawsze biegłe w przenoszeniu. Wymagane geny są kodowane w regionie 12 kb, zawierającym 14 genów tra: trzy dla zespołu relaksosomu i 11 dla Mpf, te ostatnie są podobne do genów IncP trb, genów ti virB i genów Bordetella ptl . Biegłość transferu bez nadmiernego obciążania gospodarza jest osiągana przez dwa geny represyjne, korA i korB, które są częścią regionu tra, który jest zorganizowany jako rozbieżne OPERON od pary blisko rozmieszczonych promotorów między OPERONEM korB-kikA i OPERONEM traL-korA-traCDNEOFG. Te dwa promotory są zorganizowane jako rozbieżne promotory regulowane przez jedno miejsce wiązania KorA / KorB. Trzeci promotor stojący samotnie przed tranem jest również regulowany przez pojedyncze miejsce wiązania KorA / KorB. Zachodzi zatem autogenna Regulacja genów dla pary małżowinowej. Nie obserwuje się regulacji, chyba że oba geny są funkcjonalne, co zapewnia sposób koordynacji obu operonów, ale nie wiadomo, czy oba białka lub tylko jedno wiążą się z DNA. Wydaje się, że KorB składa się z bezpośredniego powielania polipeptydu o podobieństwie do rodziny histonowych białek regulatorowych HN-S. Regulacja powiązanego układu kodowanego przez plazmidy IncW nie była szeroko badana, ale wiadomo, że TrwA, jedno z trzech białek relaksosomu, zapewnia autogenny Obwód kontrolny poprzez wiązanie w pobliżu oritu, który jest również miejscem dla trwAp. TrwA wykazuje podobieństwo sekwencji do białka TraJ plazmidów IncP, ale ma motyw wiążący DNA podobny do tego białka TraY F.

wiele małych mobilnych plazmidów wzmacnia również zasadę autogennej kontroli genów dla białek relaksosomu. Region mob z szerokiego zakresu plazmidu IncQ Rsf1010 jest zawarty w regionie 1,8 kb i koduje trzy białka, które są potrzebne plazmidowi do wykorzystania systemu transferu IncP. Geny MOBA i MobB pokrywają się, podczas gdy MobC jest kodowany rozbieżnie w przeciwnym kierunku . Promotory tych genów są ściśle zgrupowane w regionie oriT, dwa skierowane w kierunku mobAB i jeden w kierunku mobC. Wiązanie białek relaksosomu z oriT powoduje autogenną regulację. Mutanty w regionie MOBA N-terminal lub w mobC powodują derepresję. Białko MobB wpływa również na proporcję plazmidu występującego w relaksosomie oraz na długość czasu, przez jaki plazmid pozostaje w tym stanie, a zatem jest wyznacznikiem częstotliwości przenoszenia . Region mob plazmidu pTF-FC2 o rozmiarze 12,4 kb z ferrooxidans thiobacillus wykazuje niezwykłe podobieństwa do regionu oriT plazmidów IncP, zarówno pod względem organizacji rozbieżnych operonów transkrybowanych z promotorów w regionie oriT, jak i podobieństwa sekwencji białek relaksosomu . Najnowsze dane potwierdziły istnienie obwodów autogennych kontrolujących ekspresję genu mob i wykazały znaczenie IHF białka gospodarza w określaniu częstotliwości mobilizacji . Z drugiej strony region MBE ColE1, który jest bardzo podobny do innych plazmidów wytwarzających kolcynę, takich jak ColK i ColA, nie wykazuje żadnych dowodów na autoregulację . mapy oriT przed genami mbe, oddzielone od nich genem rom, a więc istnienie takich obwodów stworzyłoby złożoną organizację.

8 wnioski

idea, że systemy transferu ewoluowały poprzez współpracę dwóch rodzajów funkcji: systemów niszczenia/replikacji DNA i systemów fuzji komórek, jest ogólnie poparta badaniem przykładów, które zostały do tej pory zbadane. W przypadku gdy geny transferowe znajdują się w małych skupiskach, a nie w pojedynczym bloku, geny skupione na ogół pełnią wspólną funkcję. Scenariusz rekrutacji genów przez funkcjonalną kasetę można przewidzieć, nawet jeśli pierwotną funkcją bloku genowego nie było promowanie transferu koniugacyjnego. Plazmid IncI1 wydaje się dobrym tego przykładem, ponieważ istnieją oddzielne bloki dla genów oriT/relaxosome, a także dwa rodzaje pilusów – rodzaj, który jest potrzebny do promowania fuzji komórek i rodzaj, który zapewnia sposób łączenia bakterii, gdy są one pływające swobodnie w zawiesinie planktonicznej.

jednym blokiem genów, który został wyraźnie nabyty jako już zmontowana Jednostka, są funkcje mpf występujące w IncP, Ti, IncN i IncW, ale związane z blokiem ptl B. pertussis i klastrem genów CAG Helicobacter pylori. Wystąpiły pewne zmiany w genach, które mogą mieć znaczenie regulacyjne lub funkcjonalne, na przykład zestawienie homologu virB11 z początkiem Operonu w plazmidach IncP i układzie ti plazmid Tra. Regulacja została oznaczona na przedniej części tego regionu w plazmidach IncP poprzez dodanie trbA, a także nabycie promotora regulowanego przez KorB. W przypadku systemu IncN jeden z dwóch genów regulatorowych, korA, jest osadzony pomiędzy dwoma pierwszymi genami Operonu i nie występuje u pokrewnych operonów. Rekrutacja lub utrata genów regulatorowych może być lepiej zrozumiana, gdy większa liczba powiązanych systemów zostały zsekwencjonowane.

najprostszym znalezionym systemem regulacji jest regulacja autogenna, w której geny w blokach funkcji transferowych zamykają ekspresję genów po zsyntetyzowaniu aparatu transferowego. Plazmidy z takimi układami wydają się być stale gotowe do przenoszenia, a dotychczas badane układy wydają się być dość szerokie w swoim zakresie żywiciela. Być może stała dostępność nowych gospodarzy daje plazmidowi powód do ciągłej gotowości do transferu. Montaż takich autogennych obwodów jest wyraźnie logiczny w przypadku genów dla białek relaksosomu transkrybowanych z promotorów w regionie oritu, gdy białka te gromadzą się, tworząc relaksosom. Jest mniej jasne, w jaki sposób autogenny Obwód kontrolujący geny mpf wymagane do montażu pilusa może wyczuć obecność odpowiedniej liczby funkcjonalnych pili.

kolejnym poziomem regulacji jest ten wykazywany przez plazmidy podobne do F, w których geny są normalnie wyłączone. Szansa na włączenie genów jest niewielka, więc wymagany jest długi okres czasu lub duża populacja, aby zapewnić pojawienie się bakterii biegłych w przenoszeniu. Jeśli taka bakteria napotka biorcę, następuje transfer, a biorca pozostaje sprawny transfer przez pewien czas. Umożliwia to wykładnicze rozprzestrzenianie się w nowej populacji bakterii plazmidowych ujemnych. Taki system regulacji może być odpowiedni dla bakterii żyjących w jelitach ssaków, gdzie tylko sporadycznie bakterie napotykają Duże nowe populacje potencjalnych odbiorców. Środowisko jelit może być zbyt bogate w wiele gatunków bakterii, aby umożliwić sygnalizację drogą podobną do tej, którą znajduje się w Agrobacterium. Utrwalenie stanu przeniesienia przez sam proces przeniesienia wydaje się dobrym sposobem kontrolowania ekspresji genów przeniesienia w odpowiedzi na obecność odpowiednich biorców. Alternatywną strategią osiągnięcia tego samego celu są plazmidy reagujące na feromony, w których potencjalni odbiorcy wytwarzają feromon, który stymuluje produkcję substancji agregującej. Sam plazmid faktycznie zamyka wewnętrzną produkcję feromonu, na który reaguje tak, że włącza geny transferowe tylko wtedy, gdy są obecni odpowiedni biorcy.

inne badane systemy wykazują ścisłą integrację fenotypu i częstotliwości przenoszenia. Plazmidy Ti reagują zarówno na potencjalnych biorców, na gęstość populacji dawców, jak i na dostępność składników odżywczych. Przeniesienie koniugacyjnych transpozonów jest szczególnie stymulowane przez antybiotyki, którym nadają oporność. Gdy system regulacyjny ewoluuje, aby poradzić sobie, na przykład, z obecnością substancji zanieczyszczającej lub antybiotyku, geny, które łączą aktywność tych procesów transferu do środowisk, w których geny są wybierane, będą miały tendencję do przewagi, ponieważ będą się replikować i rozprzestrzeniać, gdy środowisko jest właściwe, ale zminimalizują ich wpływ na gospodarza, gdy warunki indukujące są nieobecne.

szczegółowa wiedza, która jest obecnie gromadzona, pozwala nam ocenić, jakie czynniki mogą stymulować lub ograniczać rozprzestrzenianie się plazmidu. Niektóre rodzaje antybiotykoterapii mogą sprzyjać rozprzestrzenianiu się oporności na innych członków mieszanej społeczności i pozostawiać potencjalny problem na przyszłość, nawet jeśli krótkoterminowym efektem jest zmniejszenie infekcji. Opracowanie przesiewaczy dla związków, które powodują derepresję genów przenoszących, może prowadzić do powstania wadliwych sposobów przenoszenia plazmidów. W niektórych skrajnych przypadkach, na przykład plazmidy IncP, wykazano, że nadmierna ekspresja genów przenoszących jest śmiertelna, więc takie środki mogą mieć dramatyczny wpływ na przetrwanie bakterii plazmidowych. Obecne problemy z cechami przenoszonymi przez plazmid mogą prowadzić do rozważenia strategii antybakteryjnych, które zostałyby zdyskontowane lata temu. Mamy nadzieję, że materiały zawarte w tej recenzji mogą pomóc w wyzwalaniu takich nowatorskich koncepcji.

podziękowania

M. Z. jest wspierany przez grant projektowy z Wellcome Trust (046356/Z). Inne prace nad plazmidami IncP w laboratorium autorów zostały wsparte przez UK Medical Research Council, Wellcome Trust i BBSRC. Doceniamy pomoc wielu kolegów w dostarczaniu informacji i przydatnych sugestii.