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导 读
研究亮点
宿主-噬菌体共同进化揭示了噬菌体灭绝或共存的机制。
宿主细胞表面受体改造介导的噬菌体吸附是主要抗性机制。
突变类型和适应性代价决定抗性强度与噬菌体命运。
关键突变可导致噬菌体灭绝,而次要突变则促成共存。
研究结论
宿主-噬菌体的共同进化结果受到宿主细菌特定特征的影响,尤其是噬菌体抗性(如本研究中的受体改造)与适应性代价之间的权衡。在噬菌体灭绝的情况下,细菌通过较高的突变率和关键突变频率来减少适应性代价,从而快速获得强大的抗性;相反,突变率较低且关键突变较少的菌株通常因抗性代价较高而选择与噬菌体共存,无法在初始选择轮次后彻底消除噬菌体。这种动态导致了波动的选择压力与共存模式。此外,不同抗性表型(敏感、部分抗性和完全抗性)菌株的噬菌体压力与适应性代价平衡,导致共存模型中的波动性选择动态。
整体而言,这些发现为宿主-噬菌体相互作用的表型与基因组共同进化提供了深入的见解,突显了突变率与受体改造关键突变等因素在噬菌体抗性发展与适应性代价之间的权衡中所起的关键作用,并最终决定了进化的结果。
图文赏析
图1. 肠炎沙门氏菌菌株与噬菌体 SF1 的共同演化。
图2. 噬菌体抗性的发展和相关的适应成本。
图3. 演化后的噬菌体具有增强的感染能力。
图4. 演化后的沙门氏菌和噬菌体分离株的基因组学分析。
图5. rfaH调控的rfb基因在进化过程中噬菌体抗性发展中的关键作用。
图6. 影响不同演化动态和结果的因素模型。
陈 林
Siyun Wang
原文链接
https://doi.org/10.1093/ismejo/wrae214
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