在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自新加坡國(guó)立大學(xué)和英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌傳播它們的基因的一種新方式，這種方式使細(xì)菌的進(jìn)化速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人們以前的理解。這一新見解可能有助于科學(xué)家們更好地理解致病細(xì)菌如何進(jìn)化并變得毒性越來(lái)越強(qiáng)、對(duì)抗生素越來(lái)越耐藥。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Dual pathogenicity island transfer by piggybacking lateral transduction”。論文通訊作者為新加坡國(guó)立大學(xué)醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)與免疫學(xué)系助理教授John Chen博士和帝國(guó)理工學(xué)院傳染病系教授José R. Penadés博士。

共享遺傳物質(zhì)的能力是微生物進(jìn)化的主要驅(qū)動(dòng)力，因?yàn)樗梢栽谒查g將良性細(xì)菌轉(zhuǎn)化為致命的病原體。作為感染細(xì)菌的病毒，噬菌體可以作為管道，通過(guò)一種稱為基因轉(zhuǎn)導(dǎo)（genetic transduction）的過(guò)程，使基因從一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)菌。

目前，已知的轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制有三種：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（generalized transduction）、局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（specialized transduction）和側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)（lateral transduction）。側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)也是由同一組研究人員在 2018 年發(fā)現(xiàn)的（Science, 2018, doi:10.1126/science.aat5867，詳細(xì)報(bào)道參見生物谷新聞：Science：重磅！發(fā)現(xiàn)第三種迄今為止***為有效的細(xì)菌抗生素耐藥性獲得途徑---側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)），其效率至少是下一個(gè)***強(qiáng)大的轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制---普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)---的1000倍。

這種新的轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程被稱為側(cè)向共轉(zhuǎn)導(dǎo)（lateral cotransduction），這種細(xì)菌進(jìn)化新頻率和速度背后的設(shè)計(jì)師是金黃色葡萄球菌致病性島（Staphylococcus aureus pathogenicity island, SaPI）。SaPI是一種利用和寄生噬菌體的自私DNA元件，通常被發(fā)現(xiàn)整合在金黃色葡萄球菌分離株的染色體中。

金黃色葡萄球菌是一種可導(dǎo)致人類和動(dòng)物感染葡萄球菌的細(xì)菌。雖然它主要表現(xiàn)為皮膚感染，但如果擴(kuò)散到血液中并感染器官、骨骼或關(guān)節(jié)，就會(huì)危及生命。

Penadés說(shuō)，“這一突破揭示了細(xì)菌進(jìn)化的新途徑。鑒于抗生素耐藥性超級(jí)細(xì)菌的激增令人震驚，理解驅(qū)動(dòng)細(xì)菌進(jìn)化的機(jī)制變得越來(lái)越重要?！?/span>

這種新發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程---側(cè)向共轉(zhuǎn)導(dǎo)---在效率上可與側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)相媲美，但在多功能性和復(fù)雜性上卻超過(guò)了后者。據(jù)了解，側(cè)向轉(zhuǎn)導(dǎo)只發(fā)生在細(xì)菌基因組中的休眠噬菌體被重新激活并在溶菌周期（lytic cycle）中開始增殖的時(shí)候，而側(cè)向共轉(zhuǎn)導(dǎo)則可能發(fā)生在休眠噬菌體重新激活過(guò)程和感染新細(xì)菌細(xì)胞的過(guò)程中。

此外，與犧牲自身基因來(lái)傳遞細(xì)菌宿主 DNA 的噬菌體不同，SaPI可以通過(guò)側(cè)向共轉(zhuǎn)導(dǎo)將自身與細(xì)菌 DNA 完全完整地傳遞。這種非凡的能力使它們能夠***地重復(fù)這一過(guò)程，從而大大提高了傳播細(xì)菌基因的效力和效率。

圖片來(lái)自Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.07.001。

Chen說(shuō)，“通過(guò)這項(xiàng)新的研究，我們證實(shí)細(xì)菌的進(jìn)化速度比我們想象的要快得多。雖然基因轉(zhuǎn)導(dǎo)一直是噬菌體的專屬領(lǐng)域，但具有諷刺意味的是，我們的研究顯示，地球上***多產(chǎn)的寄生物（噬菌體）很可能是目前已知的***強(qiáng)大、******的轉(zhuǎn)導(dǎo)劑?！?/span>

片段篩選磁珠作為高通量測(cè)序中的關(guān)鍵原料，是影響整體實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要部分。如何對(duì)片段篩選磁珠進(jìn)行穩(wěn)定性的規(guī)?；a(chǎn)，也是各類磁珠廠商要面臨的問(wèn)題。洛陽(yáng)吉恩特生物科技有限公司作為生物磁珠的生產(chǎn)廠家，對(duì)片段篩選磁珠的關(guān)鍵工藝進(jìn)行長(zhǎng)期、大量的優(yōu)化，通過(guò)在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的反復(fù)測(cè)試，目的片段篩選準(zhǔn)確，尤其對(duì)于200-500bp的片段，篩選效果良好穩(wěn)定，并且磁珠的磁響應(yīng)速度快，可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，篩選結(jié)果可直接進(jìn)行下游環(huán)節(jié)。