インテグロン

インテグロンは、細菌が新しい遺伝子を蓄積し発現することで急速に適応し進化することを可能にする遺伝的メカニズムです。^[1]これらの遺伝子は、遺伝子カセット（最近はインテグロンカセットという用語に変更されています）と呼ばれる特定の遺伝子構造に埋め込まれており、通常、プロモーターのないオープンリーディングフレーム（ORF）1つと組換え部位（attC ）を運びます。インテグロンカセットは、インテグラーゼによって媒介される部位特異的組換え反応によって、インテグロンプラットフォームのattI部位に組み込まれます。

発見

インテグロンは当初、抗生物質耐性の役割を通じて接合性プラスミド上で発見されました。^[2]実際、現在では可動性インテグロンとして知られているこれらのインテグロンは、抗生物質耐性にほぼ限定的に関連する遺伝子を含むさまざまなカセットを運ぶことができます。さらなる研究により、インテグロンは染色体要素であり、プラスミドへの移動はトランスポゾンによって促進され、抗生物質の集中的な使用によって選択されたという結論に達しました。染色体インテグロンで見つかったカセットの大部分の機能は未だ不明です。

インテグロン機能

カセットを維持するには、複製要素（染色体、プラスミド）内に組み込む必要があります。インテグロンによってコードされているインテグラーゼは、2 種類の組み換え反応を優先的に触媒します。1) attC x attC はカセットの切除を引き起こします。2) attI x attC は、インテグロンの attI 部位へのカセットの組み込みを可能にします。挿入されたカセットは、細胞分裂の間維持されます。^[3]遺伝子カセットの連続的な組み込みにより、一連のカセットが形成されます。最後に組み込まれたカセットは、attI 部位の Pc プロモーターに最も近いカセットになります。IntI 触媒による組み換えモードには、構造化された一本鎖 DNA が関与し、attC 部位認識モードに独自の特性を与えます。^[4]インテグロン内での遺伝子カセットの組み込みにより、オペロンのように、アレイ内のすべてのカセットの発現を可能にする Pc プロモーターも提供されます。^[3]カセットの遺伝子発現レベルは、その前に続くカセットの数と性質に依存します。2009年にディディエ・マゼルと彼のチームは、IntIインテグラーゼの発現が細菌のSOS応答によって制御され、この適応装置が細菌のストレス応答と結びついていることを示しました。^[5]

構造

インテグロンは最低限以下のものから構成される: ^[6]^[7]

部位特異的リコンビナーゼをコードする遺伝子：インテグラーゼファミリーに属するintI
近位組換え部位：attIはインテグラーゼ^[8]によって認識され、遺伝子カセットが挿入される可能性がある。
プロモーター：Pc、カセットにコード化された遺伝子の転写を指示する

遺伝子カセット

さらに、インテグロンには通常、組み込まれた 1 つ以上の遺伝子カセットが含まれます。遺伝子カセットは抗生物質耐性遺伝子をコードしている可能性がありますが、インテグロン内のほとんどの遺伝子は特性が明らかになっていません。attC配列 (59-be とも呼ばれる) はカセットの両側にある反復配列で、これによりカセットはattI部位に組み込まれ、切り取られて水平遺伝子伝達を受けることができます。

発生

インテグロンは、プラスミドやトランスポゾンなどの可動性遺伝要素の一部として見つかることがあります。また、染色体にも見つかることがあります。

用語

スーパーインテグロンという用語は、1998年にコレラ菌の小さな染色体上の長いカセットアレイを持つインテグロンに対して初めて使用されました（ただし定義はありませんでした）。^[9]^[10]この用語はそれ以来、さまざまなカセットアレイ長のインテグロンや細菌染色体上のインテグロン（たとえばプラスミドではなく）に対して使用されています。「スーパーインテグロン」は意味が不明瞭であるため、現在では使用が推奨されていません。^[9]

より現代的な用法では、細菌の染色体上に位置するインテグロンは定住性染色体インテグロンと呼ばれ、トランスポゾンやプラスミドに関連するインテグロンは可動性インテグロンと呼ばれます。^[11]

参考文献

^ アントニオ・エスクデロ、ホセ;マゼル、ディディエ。ニヴィナ、アレクサンドラ。戦利品、セリーヌ（2015）。「ASMscience | インテグロン: オンデマンドの適応」。微生物スペクトル。3 (2): MDNA3–0019–2014。土井：10.1128/microbiolspec.mdna3-0019-2014。PMID 26104695。
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^ 戦利品、セリーヌ;ニヴィナ、アレクサンドラ。キュリー、ジーン。エスクデロ、ホセ・アントニオ。 Ducos-Galand、マガリー;ビカード、デイビッド。ロシャ、エドゥアルド PC;マゼル、ディディエ（2017年5月3日）。「インテグロンカセット切除ダイナミクスの違いは、進化可能性と遺伝的容量の間のトレードオフを形成します。」mBio。8 (2)。土井：10.1128/mBio.02296-16。PMC 5371416。PMID 28351923。

医学用語 2012-08-07 にWayback Machineでアーカイブされました

さらに読む

Collis, CM; Kim, MJ; Partridge, SR; Stokes, HW; Hall, RM (2002)。「クラス 3 インテグロンの特性とそれが決定する部位特異的組換えシステム」。Journal of Bacteriology。184 ( 11 ): 3017–3026。doi : 10.1128 / jb.184.11.3017-3026.2002。PMC 135066。PMID 12003943。
Tosini, F; Visca, P; Luzzi, I; Dionisi, AM; Pezzella, C; Petrucca, A; Carattoli, A (1998). 「Salmonella enterica 血清型 typhimurium の IncFI および IncL/M プラスミドが持つクラス 1 インテグロン媒介性多剤耐性」. Antimicrob Agents Chemother . 42 (12): 3053–8. doi :10.1128/aac.42.12.3053. PMC 105998. PMID 9835490 .
Mazel, D (2006). 「インテグロン：細菌の進化の媒介物」Nature Reviews Microbiology 4 ( 8): 608–620. doi :10.1038/nrmicro1462. PMID 16845431. S2CID 4407151.

外部リンク

IntegronFinder - 細菌ゲノム内のインテグロンを検出するツール
INTEGRALL - インテグロンデータベース

[1] アントニオ・エスクデロ、ホセ;マゼル、ディディエ。ニヴィナ、アレクサンドラ。戦利品、セリーヌ（2015）。「ASMscience | インテグロン: オンデマンドの適応」。微生物スペクトル。3 (2): MDNA3–0019–2014。土井：10.1128/microbiolspec.mdna3-0019-2014。PMID 26104695。

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[5] ゲリン、エミリー;カンブレー、ギョーム。サンチェス・アルベローラ、ノイス。カンポイ、スザナ。エリル、イワン。ダ・レ、サンドラ。ゴンザレス・ゾーン、ブルーノ。バルベ、ジョルディ。策略、マリー・セシル。マゼル、ディディエ (2009-05-22)。「SOS応答がインテグロンの再結合を制御する」。科学。324 (5930): 1034.土井:10.1126/science.1172914。ISSN 0036-8075。PMID 19460999。S2CID 42334786 。

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