Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
(A) Вертикальный перенос генов системы токсин-антитоксин. (B) Горизонтальный перенос генов системы токсин-антитоксин. PSK означает пост-сегрегационное уничтожение, а TA представляет собой локус, кодирующий токсин и антитоксин. [1]

Система токсин-антитоксин представляет собой набор из двух или более тесно связанных генов, которые вместе кодируют как «токсиновый» белок, так и соответствующий «антитоксин». Системы токсин-антитоксин широко распространены у прокариот , и организмы часто имеют их в нескольких копиях. [2] [3] Когда эти системы содержатся в плазмидах  - передаваемых генетических элементах - они гарантируют, что только дочерние клетки, наследующие плазмиду, выживают после деления клеток . Если плазмида отсутствует в дочерней клетке, нестабильный антитоксин разрушается, и стабильный токсичный белок убивает новую клетку; это известно как "убийство после сегрегации"(ПСК) . [4] [5]

Системы токсин-антитоксин обычно классифицируются в зависимости от того, как антитоксин нейтрализует токсин. В системе токсин антитоксина типа I, то перевод из матричной РНК (мРНК) , которая кодирует токсин ингибируется связывание небольшого некодирующие РНК антитоксина , который связывает токсин мРНК. Токсичный белок в системе типа II посттрансляционно ингибируется связыванием антитоксинового белка . Системы токсин-антитоксин типа III состоят из небольшой РНК, которая непосредственно связывается с белком токсина и подавляет его активность. [6] Есть также типы IV-VI, которые встречаются реже. [7] Токсин-антитоксиновые гены часто передаются по наследствугоризонтальный перенос генов [8] [9] и связаны с патогенными бактериями , обнаруженными на плазмидах, придающих устойчивость к антибиотикам и вирулентность . [1]

Также существуют системы хромосомный токсин-антитоксин, некоторые из которых, как считается, выполняют функции клетки, такие как реагирование на стрессы , вызывая остановку клеточного цикла и вызывая запрограммированную гибель клеток . [1] [10] С эволюционной точки зрения, системы токсин-антитоксин можно рассматривать как эгоистичную ДНК, поскольку их цель - репликация, независимо от того, приносят ли они пользу организму-хозяину или нет. Некоторые предложили адаптивные теории для объяснения эволюции систем токсин-антитоксин; например, системы хромосомный токсин-антитоксин могли развиться для предотвращения наследования больших делеций генома хозяина. [11]Системы токсин-антитоксин имеют несколько биотехнологических применений, таких как поддержание плазмид в клеточных линиях , мишени для антибиотиков и в качестве векторов положительной селекции. [12]

Биологические функции [ править ]

Стабилизация и приспособленность мобильной ДНК [ править ]

Как указано выше, системы токсин-антитоксин хорошо охарактеризованы как модули зависимости от плазмиды. Было также высказано предположение, что системы токсин-антитоксин эволюционировали как модули исключения плазмиды. Клетка, которая будет нести две плазмиды из одной и той же группы несовместимости, в конечном итоге даст две дочерние клетки, несущие любую плазмиду. Если одна из этих плазмид кодирует систему ТА, ее «замещение» другой плазмидной системой, не содержащей ТА, предотвратит ее наследование и, таким образом, вызовет пост-сегрегационное уничтожение. [13] Эта теория была подтверждена компьютерным моделированием . [14] Системы токсин-антитоксин также можно найти на других мобильных генетических элементах, таких как конъюгативные транспозоны иумеренных бактериофагов и могут быть вовлечены в поддержание и конкуренцию этих элементов. [15]

Стабилизация генома [ править ]

Хромосома карта из Sinorhizobium meliloti , с его 25 хромосомными системами токсина антитоксина. Помеченные оранжевым цветом локусы являются подтвержденными системами ТА [16], а зеленые метки показывают предполагаемые системы. [17]

Системы токсин-антитоксин могут предотвратить опасные большие делеции в бактериальном геноме , хотя, возможно, делеции больших кодирующих областей в любом случае фатальны для дочерней клетки. [11] В холерный вибрион , множественные типа II системы токсин-антитоксин , расположенные в супер-интегрон было показано , чтобы предотвратить потерю генных кассет. [18]

Альтруистическая смерть клетки [ править ]

mazEF , токсин-антитоксиновый локус, обнаруженный в E. coli и других бактериях, был предложен для индукции запрограммированной гибели клеток в ответ на голодание , в частности, на недостаток аминокислот . [19] Это высвободило бы содержимое клетки для поглощения соседними клетками, потенциально предотвратив смерть близких родственников и, таким образом, увеличив общую приспособленность погибшей клетки. Это может быть примером альтруизма и того, как колонии бактерий могут напоминать многоклеточные организмы . [14] Однако " ПКС, опосредованная mazEF " в значительной степени опровергнута несколькими исследованиями.[20] [21] [22]

Стрессоустойчивость [ править ]

Другая теория утверждает, что системы хромосомный токсин-антитоксин созданы, чтобы быть бактериостатическими, а не бактерицидными . [23] RelE, например, является глобальным ингибитором трансляции, индуцируемой во время питательного стресса. Отключение трансляции в условиях стресса может снизить вероятность голода за счет снижения потребности клетки в питательных веществах. [24] Однако было показано, что некоторые системы токсин-антитоксин, включая relBE , не дают никаких конкурентных преимуществ ни при каких стрессовых условиях. [21]

Анти-зависимость [ править ]

Было высказано предположение, что хромосомные гомологи плазмидных систем токсин-антитоксин могут служить модулями против зависимости , которые позволят потомству потерять плазмиду, не подвергаясь воздействию токсина, который оно кодирует. [9] Например, хромосомная копия антитоксина ccdA, кодируемого в хромосоме Erwinia chrysanthemi , способна нейтрализовать токсин ccdB, кодируемый в плазмиде F, и, таким образом, предотвращать активацию токсина при потере такой плазмиды. [25] Точно так же антитоксин ataR, кодируемый на хромосоме E. coli O157: H7 , способен нейтрализовать ataT Pтоксин, кодируемый плазмидами, обнаруженными в других энтерогеморрагических E. coli . [26]

Защита от фагов [ править ]

Было показано, что системы токсин-антитоксин типа III (AbiQ) альтруистически защищают бактерии от бактериофагов . [27] [28] Во время инфекции бактериофаги перехватывают транскрипцию и трансляцию, что может предотвратить восполнение антитоксина и высвободить токсин, вызывая так называемую «абортивную инфекцию». [27] [28] Подобные защитные эффекты наблюдались с системами токсин-антитоксин типа I, [29], типа II, [30] и типа IV (AbiE) [31] .

Абортивная инициация (Abi) также может происходить без систем токсин-антитоксин, и существует множество белков Abi других типов. Этот механизм служит для остановки репликации фагов, защищая население в целом от вреда. [32]

Устойчивость к противомикробным препаратам [ править ]

Когда бактерии подвергаются воздействию антибиотиков, небольшая и отчетливая субпопуляция клеток способна противостоять лечению с помощью явления, получившего название «стойкость» (не путать с сопротивлением ). [33] Из-за своих бактериостатических свойств, системы токсин-антитоксин типа II ранее считались ответственными за персистентность, переводя часть бактериальной популяции в состояние покоя. [34] Однако эта гипотеза была опровергнута. [35] [36] [37]

Эгоистичная ДНК [ править ]

Системы токсин-антитоксин использовались в качестве примеров эгоистичной ДНК как части геноцентричного взгляда на эволюцию . Было высказано предположение, что токсин-антитоксиновые локусы служат только для поддержания своей собственной ДНК за счет организма-хозяина. [1] [38] Таким образом, хромосомные токсин-антитоксиновые системы бесполезны и могут рассматриваться как «мусорная ДНК». Например, было показано, что система ccdAB , кодируемая в хромосоме E. coli O157: H7 , подвергается отрицательному отбору, хотя и с медленной скоростью из-за ее вызывающих привыкание свойств. [8]

Типы систем [ править ]

Тип I [ править ]

/ Хок Sok система токсин антитоксин типа I

Системы токсин-антитоксин типа I основаны на спаривании оснований комплементарной антитоксиновой РНК с мРНК токсина . Затем трансляция мРНК ингибируется либо деградацией с помощью РНКазы III, либо закрытием последовательности Шайна-Дальгарно или сайта связывания рибосомы мРНК токсина. Часто токсин и антитоксин кодируются на противоположных цепях ДНК. 5' или 3' перекрывающиеся областей между двумя генами являются область участвует в комплементарном спаривании оснований, как правило , с 19-23 между смежными парами оснований. [39]

Токсины систем типа I - это небольшие гидрофобные белки, которые вызывают токсичность, повреждая клеточные мембраны . [1] Было идентифицировано несколько внутриклеточных мишеней токсинов типа I, возможно, из-за сложного характера анализа белков, которые ядовиты для их бактериальных хозяев. [10]

Системы типа I иногда включают третий компонент. В случае хорошо охарактеризованной Хок / СОК системы , в дополнение к Хок токсина и СОК антитоксина, существует третий ген, названный мок . Эта открытая рамка считывания почти полностью перекрывает рамку считывания токсина, и трансляция токсина зависит от трансляции этого третьего компонента. [5] Таким образом, связывание антитоксина с токсином иногда является упрощением, и антитоксин фактически связывает третью РНК, которая затем влияет на трансляцию токсина . [39]

Примеры систем [ править ]

ТоксинАнтитоксинПримечанияRef.
хоксокОригинальная и наиболее изученная система токсин-антитоксин типа I (на фото), которая стабилизирует плазмиды у ряда грамотрицательных бактерий.[39]
первыйРНКIIПервая система типа I, идентифицированная у грамположительных бактерий[40]
tisBistRХромосомная система, вызванная SOS-ответом[41]
ldrDrdlDХромосомная система Enterobacteriaceae[42]
flmAflmBГомолог hok / sok, который также стабилизирует плазмиду F.[43]
СРКбратОбнаруженный в межгенных регионах E. coli , антитоксин первоначально был назван QUAD RNA.[44]
txpA / brnTратаОбеспечивает наследование кожного элемента при споруляции у Bacillus subtilis[45]
симsymRХромосомная система, вызванная SOS-ответом[3]
XCV2162птаРНК1Система, идентифицированная у Xanthomonas campestris, с неустойчивым филогенетическим распределением.[46]
TimPtimRХромосомная система, идентифицированная у сальмонеллы[47]
aapA1isoA1Модуль ТА типа 1 в Helicobacter pylori[48]
sprA1sprA1asНаходится на небольшом острове патогенности S. aureus (SaPI). SprA1 экод для небольшого цитотоксического пептида PepA1, который разрушает как мембраны S. aureus, так и эритроциты хозяина.[49] [50]

Тип II [ править ]

Генетический контекст типичного токсин-антитоксинового локуса типа II, полученный в ходе биоинформатического анализа [17]

Системы токсин-антитоксин типа II обычно лучше изучены, чем системы типа I. [39] В этой системе лабильный белковый антитоксин прочно связывается и подавляет активность стабильного токсина. [10] Самым большим семейством токсин-антитоксиновых систем типа II является vapBC , [51] которое, как было обнаружено с помощью биоинформатических поисков, представляет от 37 до 42% всех предсказанных локусов типа II. [16] [17] Системы типа II организованы в опероны, при этом белок-антитоксин обычно располагается выше токсина, что помогает предотвратить экспрессию токсина без антитоксина. [52]Белки обычно имеют длину около 100 аминокислот [39] и проявляют токсичность несколькими способами: CcdB , например, влияет на репликацию ДНК , отравляя ДНК-гиразу [53], тогда как токсины MazF и RelE являются эндорибонуклеазами, которые расщепляют клеточные мРНК. по конкретным мотивам последовательности . [54] [24] Наиболее распространенной токсической активностью является белок, действующий как эндонуклеаза , также известная как интерфераза . [55] [56]

Одна из ключевых особенностей ТА - авторегуляция. Белковый комплекс антитоксина и токсина связывается с оператором, который присутствует перед генами ТА. Это приводит к репрессии оперона ТА. Ключом к регуляции являются (i) дифференциальная трансляция белков TA и (ii) дифференциальный протеолиз белков TA. Как объясняется в « Трансляционно-репонсивной модели » [57]степень экспрессии обратно пропорциональна концентрации репрессивного комплекса ТА. Концентрация комплекса ТА прямо пропорциональна глобальной скорости трансляции. Чем выше скорость трансляции, тем больше комплекс ТА и меньше транскрипция мРНК ТА. Чем ниже скорость трансляции, тем меньше комплекс ТА и выше экспрессия. Следовательно, транскрипционная экспрессия оперона ТА обратно пропорциональна скорости трансляции.

Третий белок иногда может быть вовлечен в системы токсин-антитоксин типа II. в случае системы ω-ε-ζ (омега-эпсилон-дзета) белок омега представляет собой ДНК-связывающий белок, который негативно регулирует транскрипцию всей системы. [58] Аналогичным образом белок paaR2 регулирует экспрессию системы токсин-антитоксин paaR2-paaA2-parE2 . [59] Другие системы токсин-антитоксин могут быть обнаружены с шапероном в качестве третьего компонента. [60] Этот шаперон необходим для правильного сворачивания антитоксина, что делает антитоксин зависимым от его родственного шаперона.

Примеры систем [ править ]

ТоксинАнтитоксинПримечанияRef.
ccdBccdAОбнаружен на плазмиде F Escherichia coli.[53]
parEparDВстречается в нескольких экземплярах у Caulobacter crescentus.[61]
мазФлабиринтОбнаружен в кишечной палочке и в хромосомах других бактерий.[29]
yafOyafNСистема, вызванная SOS-ответом на повреждение ДНК в E. coli[62]
икАикБВстречается в архее и бактериях[63]
дитяпоцелуйСтабилизирует плазмиду R1 и относится к системе CcdB / A[23]
ζεВ основном содержится в грамположительных бактериях.[58]
ататАТАРОбнаружен в энтерогеморрагической кишечной палочке и Klebsiella spp.[64]

Тип III [ править ]

ToxN_toxin
Идентификаторы
СимволToxN, токсин-антитоксиновая система III типа
PfamPF13958
Доступные белковые структуры:
Pfam  структуры / ECOD  
PDBRCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumкраткое изложение структуры

Системы токсин-антитоксин типа III основаны на прямом взаимодействии между токсичным белком и антитоксином РНК. Токсическое действие белка нейтрализуется геном РНК. [6] Одним из примеров является система ToxIN бактериального патогена растений Erwinia carotovora . Токсичный белок ToxN состоит примерно из 170 аминокислот и, как было показано, токсичен для E. coli . Токсическая активность ToxN подавляется ToxI РНК, РНК с 5,5 прямыми повторами 36-нуклеотидного мотива (AGGTGATTTGCTACCTTTAAGTGCAGCTAGAAATTC). [27] [65] Кристаллографический анализ.of ToxIN обнаружил, что ингибирование ToxN требует образования тримерного комплекса ToxIN, в результате чего три мономера ToxI связывают три мономера ToxN; комплекс удерживается вместе обширными взаимодействиями белок-РНК. [66]

Тип IV [ править ]

Системы токсин-антитоксин IV типа похожи на системы типа II, потому что они состоят из двух белков. В отличие от систем типа II, антитоксин в системах токсин-антитоксин типа IV противодействует активности токсина, и два белка не взаимодействуют напрямую. [67] [68]

Тип V [ править ]

ghoST - это система токсин-антитоксин типа V, в которой антитоксин (GhoS) расщепляет мРНК ghoT . Эта система регулируется системой типа II, mqsRA . [69]

Тип VI [ править ]

socAB - это токсин-антитоксиновая система типа VI, обнаруженная у Caulobacter crescentus . Антитоксин SocA способствует расщеплению токсина SocB протеазой ClpXP. [70]

Биотехнологические приложения [ править ]

В биотехнологических применениях токсина-антитоксине систем начали реализовываться несколькими биотехнологических организациями. [12] [23] Основное применение - поддержание плазмид в большой культуре бактериальных клеток . В эксперименте, исследующем эффективность локуса hok / sok , было обнаружено, что сегрегационная стабильность встроенной плазмиды, экспрессирующей бета-галактозидазу, увеличивалась от 8 до 22 раз по сравнению с контрольной культурой, лишенной системы токсин-антитоксин. [71] [72] В крупномасштабных процессах, связанных с микроорганизмами, таких как ферментация, клетки-потомки, лишенные плазмидной вставки, часто имеют более высокую приспособленность, чем те, которые наследуют плазмиду, и могут побеждать желаемые микроорганизмы. Система токсин-антитоксин поддерживает плазмиду, тем самым поддерживая эффективность промышленного процесса. [12]

Кроме того, системы токсин-антитоксин могут стать будущей мишенью для антибиотиков . Использование модулей суицида против патогенов может помочь в борьбе с растущей проблемой множественной лекарственной устойчивости . [73]

Обеспечение того, чтобы плазмида принимала вставку, является общей проблемой клонирования ДНК . Системы токсин-антитоксин можно использовать для положительного отбора только тех клеток, которые поглотили плазмиду, содержащую вставленный интересующий ген, и отсеивая те, у которых отсутствует вставленный ген. Примером этого применения является токсин, кодируемый ccdB, который был включен в плазмидные векторы . [74] Затем интересующий ген подвергается рекомбинации в локус ccdB , инактивируя транскрипцию токсичного белка. Таким образом, клетки, содержащие плазмиду, но не вставку, погибают из-за токсического действия белка CcdB, и выживают только те, которые включают вставку. [12]

Другой пример применения включает как токсин CcdB, так и антитоксин CcdA. CcdB обнаружен в геномах рекомбинантных бактерий, а инактивированная версия CcdA вставлена ​​в линеаризованный плазмидный вектор. К интересующему гену добавляется короткая дополнительная последовательность, которая активирует антитоксин, когда происходит вставка. Этот метод обеспечивает встраивание гена, специфичного для ориентации . [74]

Во время исследования генетически модифицированные организмы должны содержаться в заранее определенной зоне . [73] Системы токсин-антитоксин могут вызывать самоубийство клеток при определенных условиях, таких как отсутствие лабораторной среды для выращивания, с которой они не могли бы столкнуться за пределами контролируемой лаборатории . [23] [75]

См. Также [ править ]

  • База данных токсинов и антитоксинов

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e Ван Мелдерен Л., Сааведра Де Баст М. (март 2009 г.). Розенберг С.М. (ред.). «Бактериальные токсин-антитоксиновые системы: больше, чем эгоистичные сущности?» . PLOS Genetics . 5 (3): e1000437. DOI : 10.1371 / journal.pgen.1000437 . PMC  2654758 . PMID  19325885 .
  2. ^ Fozo Е.М., Макаров К. С., Шабалина С.А., Yutin N, Кунин Е.В., Storz G (июнь 2010). «Изобилие систем токсин-антитоксин типа I у бактерий: поиски новых кандидатов и открытие новых семейств» . Исследования нуклеиновых кислот . 38 (11): 3743–59. DOI : 10.1093 / NAR / gkq054 . PMC 2887945 . PMID 20156992 .  
  3. ^ a b Гердес К., Вагнер Э.Г. (апрель 2007 г.). «Антитоксины РНК». Текущее мнение в микробиологии . 10 (2): 117–24. DOI : 10.1016 / j.mib.2007.03.003 . PMID 17376733 . 
  4. ^ Gerdes K (февраль 2000). «Модули токсин-антитоксин могут регулировать синтез макромолекул во время пищевого стресса» . Журнал бактериологии . 182 (3): 561–72. DOI : 10.1128 / JB.182.3.561-572.2000 . PMC 94316 . PMID 10633087 .  
  5. ^ a b Фаридани О.Р., Никравеш А., Пандей Д.П., Гердес К., Хороший Л. (2006). «Конкурентное ингибирование естественных антисмысловых взаимодействий Sok-РНК активирует Hok-опосредованное уничтожение клеток в Escherichia coli» . Исследования нуклеиновых кислот . 34 (20): 5915–22. DOI : 10.1093 / NAR / gkl750 . PMC 1635323 . PMID 17065468 .  
  6. ^ a b Лабри SJ, Самсон JE, Moineau S (май 2010). «Механизмы устойчивости к бактериофагам». Обзоры природы. Микробиология . 8 (5): 317–27. DOI : 10.1038 / nrmicro2315 . PMID 20348932 . 
  7. ↑ Page R, Peti W (апрель 2016 г.). «Токсин-антитоксиновые системы в остановке и устойчивости роста бактерий». Природа Химическая биология . 12 (4): 208–14. DOI : 10.1038 / nchembio.2044 . PMID 26991085 . 
  8. ^ a b Mine N, Guglielmini J, Wilbaux M, Van Melderen L (апрель 2009 г.). «Распад хромосомно-кодируемой системы токсин-антитоксин ccdO157 у видов Escherichia coli» . Генетика . 181 (4): 1557–66. DOI : 10.1534 / genetics.108.095190 . PMC 2666520 . PMID 19189956 .  
  9. ^ a b Рамизетти BC, Santhosh RS (февраль 2016 г.). «Горизонтальный перенос генов хромосомных токсин-антитоксиновых систем типа II Escherichia coli» . Письма о микробиологии FEMS . 363 (3): fnv238. DOI : 10.1093 / femsle / fnv238 . PMID 26667220 . 
  10. ^ a b c Hayes F (сентябрь 2003 г.). «Токсины-антитоксины: поддержание плазмиды, запрограммированная гибель клеток и остановка клеточного цикла». Наука . 301 (5639): 1496–9. Bibcode : 2003Sci ... 301.1496H . DOI : 10.1126 / science.1088157 . PMID 12970556 . 
  11. ^ a b Rowe-Magnus DA, Guerout AM, Biskri L, Bouige P, Mazel D (март 2003 г.). «Сравнительный анализ суперинтегронов: инженерное обширное генетическое разнообразие Vibrionaceae» . Геномные исследования . 13 (3): 428–42. DOI : 10.1101 / gr.617103 . PMC 430272 . PMID 12618374 .  
  12. ^ a b c d Stieber D, Gabant P, Szpirer C (сентябрь 2008 г.). «Искусство селективного уничтожения: системы плазмидный токсин / антитоксин и их технологические применения» . Биотехнологии . 45 (3): 344–6. DOI : 10.2144 / 000112955 . PMID 18778262 . 
  13. ^ Купера TF, Heinemann JA (ноябрь 2000). «Постсегрегационное уничтожение не увеличивает стабильность плазмиды, но действует, опосредуя исключение конкурирующих плазмид» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (23): 12643–8. Bibcode : 2000PNAS ... 9712643C . DOI : 10.1073 / pnas.220077897 . PMC 18817 . PMID 11058151 .  
  14. ^ a b Мотидзуки А., Яхара К., Кобаяши И., Иваса Ю. (февраль 2006 г.). «Генетическая зависимость: стратегия эгоистичного гена для симбиоза в геноме» . Генетика . 172 (2): 1309–23. DOI : 10.1534 / genetics.105.042895 . PMC 1456228 . PMID 16299387 .  
  15. Перейти ↑ Magnuson RD (сентябрь 2007 г.). «Гипотетические функции токсин-антитоксиновой системы» . Журнал бактериологии . 189 (17): 6089–92. DOI : 10.1128 / JB.00958-07 . PMC 1951896 . PMID 17616596 .  
  16. ^ а б Панди Д.П., Гердес К (2005). «Токсин-антитоксиновые локусы очень распространены у свободноживущих, но теряются у связанных с хозяином прокариот» . Исследования нуклеиновых кислот . 33 (3): 966–76. DOI : 10.1093 / NAR / gki201 . PMC 549392 . PMID 15718296 .  
  17. ^ a b c Севин EW, Барлой-Хаблер F (2007). «RASTA-Bacteria: веб-инструмент для определения токсин-антитоксиновых локусов у прокариот» . Геномная биология . 8 (8): R155. DOI : 10.1186 / GB-2007-8-8-R155 . PMC 2374986 . PMID 17678530 .  
  18. ^ Шекереса S, M Dauti, Wilde C, D Мазель, Роу-Magnus DA (март 2007). «Хромосомные токсин-антитоксиновые локусы могут уменьшить масштабные сокращения генома в отсутствие отбора». Молекулярная микробиология . 63 (6): 1588–605. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2007.05613.x . PMID 17367382 . 
  19. ^ Айзенман E, Энгельберг-Kulka H, Glaser G (июнь 1996). «Модуль хромосомной зависимости от Escherichia coli, регулируемый гуанозином [исправленный] 3 ', 5'-бипирофосфат: модель запрограммированной гибели бактериальных клеток» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 93 (12): 6059–63. Bibcode : 1996PNAS ... 93.6059A . DOI : 10.1073 / pnas.93.12.6059 . PMC 39188 . PMID 8650219 .  
  20. ^ Ramisetty BC, Натараян B, Santhosh RS (февраль 2015). «mazEF-опосредованная программируемая смерть клеток у бактерий»: что это? " ". Критические обзоры в микробиологии . 41 (1): 89–100. DOI : 10.3109 / 1040841X.2013.804030 . PMID 23799870 . 
  21. ^ a b Tsilibaris V, Maenhaut-Michel G, Mine N, Van Melderen L (сентябрь 2007 г.). «Какая польза для Escherichia coli от наличия в ее геноме нескольких систем токсин-антитоксин?» . Журнал бактериологии . 189 (17): 6101–8. DOI : 10.1128 / JB.00527-07 . PMC 1951899 . PMID 17513477 .  
  22. ^ Ramisetty BC, Raj S, D Гош (декабрь 2016). «Система токсин-антитоксин Escherichia coli MazEF не опосредует запрограммированную гибель клеток». Журнал фундаментальной микробиологии . 56 (12): 1398–1402. DOI : 10.1002 / jobm.201600247 . PMID 27259116 . 
  23. ^ a b c d Diago-Navarro E, Эрнандес-Арриага AM, Лопес-Вилларехо J, Муньос-Гомес AJ, Kamphuis MB, Boelens R, Lemonnier M, Díaz-Orejas R (август 2010 г.). «Токсин-антитоксиновая система parD плазмиды R1 - основной вклад, биотехнологические применения и взаимоотношения с близкородственными системами токсин-антитоксин» . Журнал FEBS . 277 (15): 3097–117. DOI : 10.1111 / j.1742-4658.2010.07722.x . PMID 20569269 . 
  24. ^ a b Кристенсен С.К., Миккельсен М., Педерсен К., Гердес К. (декабрь 2001 г.). «RelE, глобальный ингибитор трансляции, активируется во время пищевого стресса» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (25): 14328–33. Bibcode : 2001PNAS ... 9814328C . DOI : 10.1073 / pnas.251327898 . PMC 64681 . PMID 11717402 .  
  25. ^ Сааведра De Bast M, N Mine, Ван Melderen L (июль 2008). «Хромосомные токсин-антитоксиновые системы могут действовать как антиаддикционные модули» . Журнал бактериологии . 190 (13): 4603–9. DOI : 10.1128 / JB.00357-08 . PMC 2446810 . PMID 18441063 .  
  26. ^ Jurėnas D, Гарсия-Пино A, Van Melderen L (сентябрь 2017). «Новые токсины из систем токсин-антитоксин II типа с ацетилтрансферазной активностью» . Плазмида . 93 : 30–35. DOI : 10.1016 / j.plasmid.2017.08.005 . PMID 28941941 . 
  27. ^ a b c Fineran PC, Blower TR, Foulds IJ, Humphreys DP, Lilley KS, Salmond GP (январь 2009 г.). «Система фаговой абортивной инфекции, ToxIN, функционирует как пара белок-РНК, токсин-антитоксин» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (3): 894–9. Bibcode : 2009PNAS..106..894F . DOI : 10.1073 / pnas.0808832106 . PMC 2630095 . PMID 19124776 .  
  28. ^ a b Эмонд Э., Дион Э., Уокер С.А., Ведамутху Э.Р., Кондо Дж. К., Мойно С. (декабрь 1998 г.). «AbiQ, механизм абортивной инфекции от Lactococcus lactis» . Прикладная и экологическая микробиология . 64 (12): 4748–56. DOI : 10,1128 / AEM.64.12.4748-4756.1998 . PMC 90918 . PMID 9835558 .  
  29. ^ a b Хазан Р., Энгельберг-Кулька Х (сентябрь 2004 г.). «Опосредованная mazEF клеточная смерть Escherichia coli как защитный механизм, подавляющий распространение фага P1». Молекулярная генетика и геномика . 272 (2): 227–34. DOI : 10.1007 / s00438-004-1048-у . PMID 15316771 . 
  30. ^ Pecota DC, Wood TK (апрель 1996). «Исключение фага Т4 киллерным локусом hok / sok из плазмиды R1» . Журнал бактериологии . 178 (7): 2044–50. DOI : 10.1128 / jb.178.7.2044-2050.1996 . PMC 177903 . PMID 8606182 .  
  31. ^ Dy RL, Przybilski R, Semeijn K, Салмонд GP, Fineran PC (апрель 2014). «Широко распространенная система абортивной инфекции бактериофага функционирует посредством токсин-антитоксинового механизма IV типа» . Исследования нуклеиновых кислот . 42 (7): 4590–605. DOI : 10.1093 / NAR / gkt1419 . PMC 3985639 . PMID 24465005 .  
  32. ^ Сид, KD (июнь 2015). «Борьба с фагами: как бактерии защищаются от вирусных атак» . PLOS Патогены . 11 (6): e1004847. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1004847 . PMC 4465916 . PMID 26066799 .  
  33. ^ Kussell E, Kishony R, Балабан NQ, Лейблер S (апрель 2005). «Бактериальная стойкость: модель выживания в изменяющейся среде» . Генетика . 169 (4): 1807–14. DOI : 10.1534 / genetics.104.035352 . PMC 1449587 . PMID 15687275 .  
  34. ↑ Maisonneuve E, Gerdes K (апрель 2014 г.). «Молекулярные механизмы, лежащие в основе бактериальных персистеров» . Cell . 157 (3): 539–48. DOI : 10.1016 / j.cell.2014.02.050 . PMID 24766804 . 
  35. ^ Ramisetty BC, Гоша D, Рой Чоудхури M, Santhosh RS (2016). «Какова связь между строгим ответом, системами токсин-антитоксин типа II, кодирующими эндорибонуклеазу, и стойкостью?» . Границы микробиологии . 7 : 1882. DOI : 10,3389 / fmicb.2016.01882 . PMC 5120126 . PMID 27933045 .  
  36. ^ Хармс А, Фин С, Соренсен М.А., Semsey S, Гердес К (декабрь 2017 г.). «Профаги и динамика роста противоречат экспериментальным результатам с устойчивыми к антибиотикам клетками-персистерами» . mBio . 8 (6): e01964–17. DOI : 10.1128 / mBio.01964-17 . PMC 5727415 . PMID 29233898 .  
  37. ^ Goormaghtigh Р, Fraikin Н, Putrinš М, Hallaert Т, Hauryliuk В, Гарсиа-Пино А, Sjödin А, Kasvandik S, Udekwu К, Tenson Т, Kaldalu Н, Ван Melderen л (июнь 2018). «Переоценка роли систем токсин-антитоксин типа II в формировании клеток-персистеров типа II Escherichia coli» . mBio . 9 (3): e00640–18. DOI : 10,1128 / mBio.00640-18 . PMC 6016239 . PMID 29895634 .  
  38. ^ Ramisetty BC, Santhosh RS (июль 2017). «Системы токсин-антитоксин эндорибонуклеазы II типа: функциональные или эгоистичные?» . Микробиология . 163 (7): 931–939. DOI : 10.1099 / mic.0.000487 . PMID 28691660 . 
  39. ^ a b c d e Fozo EM, Hemm MR, Storz G (декабрь 2008 г.). «Малые токсичные белки и антисмысловые РНК, которые их подавляют» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 72 (4): 579–89, Содержание. DOI : 10.1128 / MMBR.00025-08 . PMC 2593563 . PMID 19052321 .  
  40. ^ Greenfield TJ, Ehli E, Kirshenmann T, T Franch, Gerdes K, Weaver KE (август 2000). «Антисмысловая РНК par locus pAD1 регулирует экспрессию токсичного пептида из 33 аминокислот по необычному механизму» . Молекулярная микробиология . 37 (3): 652–60. DOI : 10.1046 / j.1365-2958.2000.02035.x . PMID 10931358 .  (требуется подписка)
  41. ^ Vogel Дж, Аргаман л, Вагнер Е., Altuvia S (декабрь 2004 г.). «Малая РНК IstR ингибирует синтез токсического пептида, вызванного SOS». Текущая биология . 14 (24): 2271–6. DOI : 10.1016 / j.cub.2004.12.003 . PMID 15620655 . 
  42. ^ Кавано М, Осима Т, Касаи Н, Н Мори (июль 2002 г.). «Молекулярная характеристика последовательностей длинных прямых повторов (LDR), экспрессирующих стабильную мРНК, кодирующую 35-аминокислотный убивающий клетки пептид и цис-кодируемую малую антисмысловую РНК в Escherichia coli» . Молекулярная микробиология . 45 (2): 333–49. DOI : 10.1046 / j.1365-2958.2002.03042.x . PMID 12123448 .  (требуется подписка)
  43. ^ Лох SM, Крам DS, Skurray RA (июнь 1988). «Нуклеотидная последовательность и транскрипционный анализ третьей функции (Flm), участвующей в поддержании F-плазмиды». Джин . 66 (2): 259–68. DOI : 10.1016 / 0378-1119 (88) 90362-9 . PMID 3049248 . 
  44. ^ Fozo Е.М., Кавано M, Fontaine F, Kaya Y, Mendieta KS, KL Джонс, Окампо A, Rudd KE, Storz G (декабрь 2008). «Подавление синтеза малых токсичных белков малыми РНК Sib и OhsC» . Молекулярная микробиология . 70 (5): 1076–93. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2008.06394.x . PMC 2597788 . PMID 18710431 .   (требуется подписка)
  45. ^ Silvaggi JM, Perkins JB, Losick R (октябрь 2005). «Малый нетранслируемый антитоксин РНК в Bacillus subtilis» . Журнал бактериологии . 187 (19): 6641–50. DOI : 10.1128 / JB.187.19.6641-6650.2005 . PMC 1251590 . PMID 16166525 .  
  46. ^ Findeiss S, Schmidtke C, Stadler PF, Bonas U (март 2010). «Новое семейство антисмысловых нкРНК, переносимых плазмидой» . Биология РНК . 7 (2): 120–4. DOI : 10,4161 / rna.7.2.11184 . PMID 20220307 . 
  47. ^ Андрезен л, Мартинес-Бург Y, Nilsson Zangelin Дж, Rizvanovic А, Е Holmqvist (ноябрь 2020). «Белок сальмонеллы TimP нацелен на цитоплазматическую мембрану и подавляется малой РНК TimR» . mBio . 11 (6): e01659–20, /mbio/11/6/mBio.01659–20.atom. DOI : 10,1128 / mBio.01659-20 . PMID 33172998 . 
  48. ^ Arnion Н, Коркут Д.Н., Masachis Гело S, S Chabas, Reignier Дж, Iost я, Darfeuille F (май 2017 г.). «Механистические взгляды на системы антитоксина типа I в Helicobacter pylori: важность сворачивания мРНК в контроле экспрессии токсина» . Исследования нуклеиновых кислот . 45 (8): 4782–4795. DOI : 10.1093 / NAR / gkw1343 . PMID 28077560 . 
  49. ^ Сайед N, Jousselin A, B Felden (декабрь 2011). «Цис-антисмысловая РНК действует в транс в Staphylococcus aureus, чтобы контролировать трансляцию цитолитического пептида человека» . Структурная и молекулярная биология природы . 19 (1): 105–12. DOI : 10.1038 / nsmb.2193 . PMID 22198463 . 
  50. ^ Сайед N, Nonin-Леконт S, S Рети, Felden B (декабрь 2012). «Функциональные и структурные идеи апоптотического мембранного пептида Staphylococcus aureus из модуля токсин-антитоксин» . Журнал биологической химии . 287 (52): 43454–63. DOI : 10.1074 / jbc.M112.402693 . PMC 3527932 . PMID 23129767 .  
  51. ^ Robson J, McKenzie JL, Cursons R, Кук GM, Arcus VL (июль 2009). «Оперон vapBC из Mycobacterium smegmatis представляет собой саморегулируемый токсин-антитоксиновый модуль, который контролирует рост посредством ингибирования трансляции». Журнал молекулярной биологии . 390 (3): 353–67. DOI : 10.1016 / j.jmb.2009.05.006 . PMID 19445953 . 
  52. ^ Deter HS, Jensen RV, Матер WH, Butzin NC (июль 2017). «Механизмы дифференциальной продукции белков в токсин-антитоксиновых системах» . Токсины . 9 (7): 211. DOI : 10,3390 / toxins9070211 . PMC 5535158 . PMID 28677629 .  
  53. ^ a b Бернар П., Кутюрье М (август 1992 г.). «Уничтожение клеток белком CcdB плазмиды F включает отравление комплексов ДНК-топоизомераза II» (PDF) . Журнал молекулярной биологии . 226 (3): 735–45. DOI : 10.1016 / 0022-2836 (92) 90629-X . PMID 1324324 .  
  54. ^ Zhang Y, Чжан J, Hoeflich КП, Ikura M, Qing G, Иноуай M (октябрь 2003). «MazF расщепляет клеточные мРНК специфически в ACA, чтобы блокировать синтез белка в Escherichia coli». Молекулярная клетка . 12 (4): 913–23. DOI : 10.1016 / S1097-2765 (03) 00402-7 . PMID 14580342 . 
  55. ^ Christensen-Dalsgaard M, Overgaard M, Винтер KS, Gerdes K (2008). Распад РНК интерферирующей информационной РНК . Методы в энзимологии. 447 . С. 521–35. DOI : 10.1016 / S0076-6879 (08) 02225-8 . ISBN 978-0-12-374377-0. PMID  19161859 .
  56. ^ Yamaguchi Y, Иноуай M (2009). мРНК интерферирует, специфичные для последовательности эндорибонуклеазы из систем токсин-антитоксин . Прогресс в молекулярной биологии и трансляционной науке. 85 . С. 467–500. DOI : 10.1016 / S0079-6603 (08) 00812-X . ISBN 978-0-12-374761-7. PMID  19215780 .
  57. ^ Ramisetty, Bhaskar Чандра Мохан (2020). «Регулирование систем токсин-антитоксин типа II: модель, реагирующая на трансляцию» . Границы микробиологии . 11 . DOI : 10.3389 / fmicb.2020.00895 . ISSN 1664-302X . 
  58. ^ a b Mutschler H, Meinhart A (декабрь 2011 г.). «Системы ε / ζ: их роль в устойчивости, вирулентности и их потенциал для разработки антибиотиков» . Журнал молекулярной медицины . 89 (12): 1183–94. DOI : 10.1007 / s00109-011-0797-4 . PMC 3218275 . PMID 21822621 .  
  59. ^ Hallez R, Geeraerts D, Sterckx Y, Mine N Лорис R, Van Melderen L (май 2010). «Новые токсины, гомологичные ParE, принадлежащие к трехкомпонентным системам токсин-антитоксин в Escherichia coli O157: H7» (PDF) . Молекулярная микробиология . 76 (3): 719–32. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2010.07129.x . PMID 20345661 .  
  60. ^ Bordes P, Cirinesi AM, Ummels R, Sala A, S Сакр, Bitter W, Genevaux P (май 2011). «SecB-подобный шаперон контролирует стресс-чувствительную систему токсин-антитоксин у Mycobacterium tuberculosis» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (20): 8438–43. Bibcode : 2011PNAS..108.8438B . DOI : 10.1073 / pnas.1101189108 . PMC 3100995 . PMID 21536872 .  
  61. ^ Фибиг A, Castro Rojas CM, Сигал-Гаскинс D, Crosson S (июль 2010). «Специфичность взаимодействия, токсичность и регуляция паралогичного набора систем токсин-антитоксин семейства ParE / RelE» . Молекулярная микробиология . 77 (1): 236–51. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2010.07207.x . PMC 2907451 . PMID 20487277 .   (требуется подписка)
  62. ^ Синглетэри Л.А., Gibson JL, Tanner EJ, Маккензи ГДж, Ли PL, Гонсалес C, Розенберг SM (декабрь 2009). «SOS-регулируемая система токсин-антитоксин 2-го типа» . Журнал бактериологии . 191 (24): 7456–65. DOI : 10.1128 / JB.00963-09 . PMC 2786605 . PMID 19837801 .  
  63. ↑ Jørgensen MG, Pandey DP, Jaskolska M, Gerdes K (февраль 2009 г.). «HicA Escherichia coli определяет новое семейство трансляционно-независимых мРНК-интерфераз у бактерий и архей» . Журнал бактериологии . 191 (4): 1191–9. DOI : 10.1128 / JB.01013-08 . PMC 2631989 . PMID 19060138 .  
  64. ^ Jurėnas D, Чаттерджи S, Konijnenberg A, Sobott F, Droogmans L, Гарсия-Пино A, Van Melderen L (июнь 2017). "ФМЕТ" (PDF) . Природа Химическая биология . 13 (6): 640–646. DOI : 10.1038 / nchembio.2346 . PMID 28369041 .  
  65. ^ Blower TR, Fineran PC, Джонсон MJ, Toth И.К., Хамфрис DP, Салмонд GP (октябрь 2009). «Мутагенез и функциональная характеристика РНК и белковых компонентов абортивной инфекции toxIN и токсин-антитоксинового локуса Erwinia» . Журнал бактериологии . 191 (19): 6029–39. DOI : 10.1128 / JB.00720-09 . PMC 2747886 . PMID 19633081 .  
  66. ^ Blower TR, Pei XY, Short FL, Fineran PC, Хамфрис DP, Luisi BF, Салмонд GP (февраль 2011). «Обработанная некодирующая РНК регулирует альтруистическую бактериальную противовирусную систему» . Структурная и молекулярная биология природы . 18 (2): 185–90. DOI : 10.1038 / nsmb.1981 . PMC 4612426 . PMID 21240270 .  
  67. Перейти ↑ Brown JM, Shaw KJ (ноябрь 2003 г.). «Новое семейство пар токсин-антитоксин Escherichia coli» . Журнал бактериологии . 185 (22): 6600–8. DOI : 10.1128 / jb.185.22.6600-6608.2003 . PMC 262102 . PMID 14594833 .  
  68. ^ Jankevicius G, Ариса A, Ahel M, Ahel I (декабрь 2016). «Система токсин-антитоксин DarTG катализирует обратимое ADP-рибозилирование ДНК» . Молекулярная клетка . 64 (6): 1109–1116. DOI : 10.1016 / j.molcel.2016.11.014 . PMC 5179494 . PMID 27939941 .  
  69. Перейти ↑ Wang X, Lord DM, Hong SH, Peti W, Benedik MJ, Page R, Wood TK (июнь 2013 г.). «Токсин типа II / антитоксин MqsR / MqsA контролирует токсин типа V / антитоксин GhoT / GhoS» . Экологическая микробиология . 15 (6): 1734–44. DOI : 10.1111 / 1462-2920.12063 . PMC 3620836 . PMID 23289863 .  
  70. ^ Aakre CD, Фунг TN, Huang D, Лауб MT (декабрь 2013). «Бактериальный токсин подавляет удлинение репликации ДНК за счет прямого взаимодействия с β скользящим зажимом» . Молекулярная клетка . 52 (5): 617–28. DOI : 10.1016 / j.molcel.2013.10.014 . PMC 3918436 . PMID 24239291 .  
  71. ^ У К, Jahng D, Вуд TK (1994). «Влияние температуры и скорости роста на локус-убийцу hok / sok для повышения стабильности плазмиды». Прогресс биотехнологии . 10 (6): 621–9. DOI : 10.1021 / bp00030a600 . PMID 7765697 . 
  72. ^ Pecota DC, Ким CS, Wu K, K Gerdes, Вуд ТК (май 1997). «Объединение локусов постсегрегационных киллеров hok / sok, parDE и pnd для повышения стабильности плазмиды» . Прикладная и экологическая микробиология . 63 (5): 1917–24. DOI : 10,1128 / AEM.63.5.1917-1924.1997 . PMC 168483 . PMID 9143123 .  
  73. ^ а б Гердес К., Кристенсен СК, Лёбнер-Олесен А (май 2005 г.). «Прокариотические токсин-антитоксиновые стрессовые реакции». Обзоры природы. Микробиология . 3 (5): 371–82. DOI : 10.1038 / nrmicro1147 . PMID 15864262 . 
  74. ^ a b Бернар П., Габант П., Бахасси Э.М., Кутюрье М. (октябрь 1994 г.). «Векторы позитивной селекции с использованием гена-киллера плазмиды F ccdB». Джин . 148 (1): 71–4. DOI : 10.1016 / 0378-1119 (94) 90235-6 . PMID 7926841 . 
  75. ^ Torres B, Jaenecke S, Тиммис К.Н., Гарсиа JL, Диас E (декабрь 2003). «Двойная смертельная система для усиления сдерживания рекомбинантных микроорганизмов». Микробиология . 149 (Pt 12): 3595–601. DOI : 10.1099 / mic.0.26618-0 . PMID 14663091 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • RASTA - быстрое автоматическое сканирование на токсины и антитоксины в бактериях