Горизонтальный перенос генов - Horizontal gene transfer

"HGT" перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. HGT (значения).
Эта статья о естественном процессе. Для искусственного переноса генов см. Доставка генов.
Древо жизни, показывающее вертикальный и горизонтальный перенос генов

Горизонтальный перенос генов (HGT) или боковой перенос гена (LGT)[1][2][3] это движение генетического материала между одноклеточный и / или многоклеточные организмы кроме ("вертикальной") передачи ДНК от родителя к потомству (воспроизведение ).[4] ГПГ - важный фактор в эволюции многих организмов.[5][6]

Горизонтальный перенос генов является основным механизмом распространения устойчивость к антибиотикам в бактериях,[5][7][8][9][10] и играет важную роль в эволюции бактерии которые могут разлагать новые соединения, такие как пестициды, созданные человеком[11] и в развитии, поддержании и передаче вирулентность.[12] Часто вовлекает умеренный бактериофаги и плазмиды.[13][14][15] Гены, ответственные за устойчивость к антибиотикам у одного вида бактерий, могут быть переданы другому виду бактерий посредством различных механизмов ГПГ, таких как трансформация, трансдукция и спряжение, впоследствии вооружая реципиента генов устойчивости к антибиотикам против антибиотиков. Быстрое распространение генов устойчивости к антибиотикам таким образом становится проблемой с медицинской точки зрения. Экологические факторы также могут играть роль в HGT генов устойчивости к антибиотикам.[16] Также постулируется, что HGT способствует поддержанию универсальной биохимии жизни и, следовательно, универсальности генетического кода.[17]

Большинство думающих в генетика был сосредоточен на вертикальном переносе, но важность горизонтального переноса генов среди одноклеточных организмов начинает признаваться.[18][19]

Доставка генов можно рассматривать как искусственный горизонтальный перенос генов и является формой генная инженерия.

История

Эксперимент Гриффита, сообщил в 1928 г. Фредерик Гриффит,[20] был первым экспериментом, предполагающим, что бактерии способны передавать генетическую информацию с помощью процесса, известного как трансформация.[21][22] За выводами Гриффита последовали исследования в конце 1930-х - начале 40-х годов это изолированное ДНК как материал, передающий эту генетическую информацию.

Затем горизонтальный генетический перенос был описан в Сиэтле в 1951 году в статье, демонстрирующей, что перенос вирусного гена в Коринебактерии дифтерии создал вирулентный штамм из невирулентного штамма,[23] также одновременно разгадывая загадку дифтерия (что пациенты могут быть инфицированы бактериями, но не иметь никаких симптомов, а затем внезапно перерасти позже или никогда),[24] и приведем первый пример актуальности лизогенный цикл.[25] Межбактериальный перенос генов был впервые описан в Японии в публикации 1959 г., в которой продемонстрирован перенос устойчивости к антибиотикам между различными видами бактерии.[26][27] В середине 1980-х годов Сиванен[28] предсказал, что латеральный перенос генов существует, имеет биологическое значение и участвует в формировании эволюционной истории с момента зарождения жизни на Земле.

Как выразились Цзянь, Ривера и Лейк (1999): «Исследования генов и геномов все чаще показывают, что между ними произошел значительный горизонтальный перенос. прокариоты "[29] (см. также Lake and Rivera, 2007).[30] Похоже, что это явление имело какое-то значение для одноклеточных эукариоты также. Как Bapteste et al. (2005) отмечают: «дополнительные данные свидетельствуют о том, что перенос генов также может быть важным эволюционным механизмом в протист эволюция ".[31]

Прививка одного растения к другому может передать хлоропласты (органеллы в клетках растений, которые проводят фотосинтез ), митохондриальная ДНК, и весь ядро клетки содержащий геном потенциально создать новый вид.[32] Немного Чешуекрылые (например. бабочки монарх и тутовые шелкопряды ) были генетически модифицированы путем горизонтального переноса генов от осы браковирус.[33] Укусы насекомого Reduviidae (жук-убийца) может через паразита заразить людей трипаносомальный Болезнь Шагаса, который может вставить свою ДНК в геном человека.[34] Было высказано предположение, что латеральный перенос генов от бактерий к человеку может играть роль в развитии рака.[35]

Аарон Ричардсон и Джеффри Д. Палмер состояние: «Горизонтальный перенос генов (ГПГ) сыграл важную роль в эволюции бактерий и довольно часто встречается у некоторых одноклеточных эукариот. Однако распространенность и важность ГПГ в эволюции многоклеточный эукариоты остаются неясными ».[36]

Из-за растущего количества свидетельств, указывающих на важность этих явлений для эволюции (см. ниже ) молекулярные биологи, такие как Питер Гогартен, описали горизонтальный перенос генов как «новую парадигму биологии».[37]

Механизмы

Существует несколько механизмов горизонтального переноса генов:[5][38][39]

Горизонтальный перенос транспозона

А сменный элемент (TE) (также называемый транспозоном или прыгающим геном) представляет собой мобильный сегмент ДНК, который иногда может захватывать ген устойчивости и вставлять его в плазмиду или хромосому, тем самым вызывая горизонтальный перенос гена устойчивости к антибиотикам.[40]

Горизонтальный перенос транспозона (HTT) относится к прохождению фрагментов ДНК, которые характеризуются их способностью перемещаться из одного локус к другому между геномами другими способами, кроме наследования от родителей к потомкам. Долгое время считалось, что горизонтальный перенос генов имеет решающее значение для эволюции прокариот, но появляется все больше данных, показывающих, что HTT является обычным и широко распространенным явлением в эукариот эволюция тоже.[43] Что касается мобильных элементов, распространение между геномами посредством горизонтального переноса можно рассматривать как стратегию, позволяющую избежать очищения за счет очищающего отбора, мутационного распада и / или механизмов защиты хозяина.[44]

HTT может возникать с любым типом переносных элементов, но Транспозоны ДНК и LTR ретроэлементы с большей вероятностью будут способны к HTT, потому что оба имеют стабильное промежуточное соединение двухцепочечной ДНК, которое считается более прочным, чем промежуточное соединение одноцепочечной РНК не-LTR ретроэлементы, который может сильно разлагаться.[43] Неавтономные элементы может иметь меньшую вероятность горизонтального переноса по сравнению с автономные элементы потому что они не кодируют белки, необходимые для их собственной мобилизации. Структура этих неавтономных элементов обычно состоит из безинтронного гена, кодирующего транспозаза белок, и может иметь или не иметь промоторную последовательность. Те, которые не имеют промоторных последовательностей, кодируемых в мобильной области, для экспрессии полагаются на соседние промоторы хозяина.[43] Считается, что горизонтальный перенос играет важную роль в жизненном цикле TE.[43]

Было показано, что HTT происходит между видами и на разных континентах у обоих растений.[45] и животных (Ivancevic et al. 2013), хотя было показано, что некоторые TE более успешно колонизируют геномы одних видов по сравнению с другими.[46] Как пространственная, так и таксономическая близость видов была предложена в пользу HTT у растений и животных.[45] Неизвестно, как плотность популяции может повлиять на частоту событий HTT в популяции, но непосредственная близость из-за паразитизм и перекрестное заражение из-за скученности было предложено в пользу HTT как у растений, так и у животных.[45] Успешный перенос мобильного элемента требует доставки ДНК от донора к клетке-хозяину (и к зародышевой линии для многоклеточных организмов) с последующей интеграцией в геном реципиента-хозяина.[43] Хотя фактический механизм транспортировки ТЕ от донорских клеток к клеткам-хозяевам неизвестен, установлено, что голая ДНК и РНК может циркулировать в жидкостях организма.[43] Многие предлагаемые переносчики включают членистоногих, вирусы, пресноводных улиток (Ivancevic et al.2013), эндосимбиотические бактерии,[44] и внутриклеточные паразитические бактерии.[43] В некоторых случаях даже TE облегчают транспортировку для других TE.[46]

Появление нового TE в геноме хозяина может иметь пагубные последствия, поскольку мобильность TE может вызывать мутации. Однако HTT также может быть полезным, вводя новый генетический материал в геном и способствуя перетасовке генов и доменов TE между хозяевами, которые могут кооптироваться геномом хозяина для выполнения новых функций.[46] Более того, транспозиционная активность увеличивает количество копий TE и генерирует хромосомная перестройка горячие точки.[47] Обнаружение HTT - сложная задача, потому что это постоянное явление, частота встречаемости и состав которого постоянно меняются в геномах хозяина. Более того, несколько видов были проанализированы на HTT, что затрудняет установление паттернов HTT событий между видами. Эти проблемы могут привести к недооценке или переоценке событий HTT между предковыми и нынешними видами эукариот.[47]

Методы обнаружения

Событие видообразования производит ортологи гена у двух дочерних видов. Событие горизонтальной передачи гена от одного вида к другому добавляет ксенолог гена к принимающему геному.
Основная статья: Предполагаемый горизонтальный перенос генов

Горизонтальный перенос генов обычно определяется с помощью биоинформатика методы, либо путем выявления сигнатур атипичных последовательностей («параметрические» методы), либо путем выявления сильных расхождений между историей эволюции конкретных последовательностей по сравнению с историей их хозяев. Перенесенный ген (ксенолог ), обнаруженный у принимающего вида, более тесно связан с генами донорного вида, чем можно было бы ожидать.

Вирусы

В вирус называется Мимивирус заражает амебы. Другой вирус, названный Спутник, также заражает амебы, но не может воспроизводиться, если мимивирус уже не заразил ту же клетку.[48] "Спутник" геном раскрывает дальнейшее понимание его биологии. Хотя 13 его генов мало похожи на какие-либо другие известные гены, три тесно связаны с мимивирусом и мамавирус гены, возможно, поглощенные крошечным вирусом, когда-то в своей истории упаковывая частицы. Это говорит о том, что спутниковый вирус может осуществлять горизонтальный перенос генов между вирусами, аналогично тому, как бактериофаги переносят гены между бактериями ».[49] Горизонтальный перенос также наблюдается между геминивирусами и растениями табака.[50]

Прокариоты

Горизонтальный перенос генов распространен среди бактерий, даже среди очень отдаленных друг от друга. Этот процесс считается важной причиной увеличения устойчивость к лекарству[5][51] когда одна бактериальная клетка приобретает устойчивость, и гены устойчивости передаются другим видам.[52][53] Транспозиция и горизонтальный перенос генов, наряду с сильными естественными селективными силами, привели к появлению штаммов с множественной лекарственной устойчивостью. S. aureus и многие другие патогенные бактерии.[40] Горизонтальный перенос генов также играет роль в распространении факторов вирулентности, таких как экзотоксины и экзоферменты, среди бактерий.[5] Ярким примером распространения экзотоксинов является адаптивная эволюция Шига токсины в Кишечная палочка посредством горизонтального переноса генов посредством трансдукции с Шигелла виды бактерий.[54] Были предложены стратегии борьбы с некоторыми бактериальными инфекциями путем воздействия на эти специфические факторы вирулентности и мобильные генетические элементы.[12] Например, горизонтально перенесенные генетические элементы играют важную роль в вирулентности Кишечная палочка, Сальмонелла, Стрептококк и Clostridium perfringens.[5]

Известно, что у прокариот системы рестрикции-модификации обеспечивают иммунитет против горизонтального переноса генов и стабилизируют мобильные генетические элементы. Сообщалось, что гены, кодирующие системы рестрикционной модификации, перемещаются между геномами прокариот в пределах мобильные генетические элементы Такие как плазмиды, профаги, инсерционные последовательности / транспозоны, интегративные конъюгативные элементы (ICE),[55] и интегроны. Тем не менее, они чаще представляют собой хромосомный барьер для MGE, чем кодируемый MGE инструмент для клеточной инфекции.[56]

Боковой перенос гена через мобильный генетический элемент, а именно интегрированный конъюгативный элемент ICE.BS1 сообщалось о его роли в глобальном SOS-ответе на повреждение ДНК грамположительных Bacillus subtilis.[57] Кроме того, это связано с радиационной стойкостью и стойкостью к высыханию. Bacillus pumilus Споры SAFR-032,[58] изолированы от чистых помещений космического корабля.[59][60][61]

Сообщалось, что элементы вставки транспозона увеличивают приспособленность грамотрицательных Кишечная палочка штаммов в результате серьезных транспозиций или перестроек генома и увеличения скорости мутаций.[62][63] В исследовании влияния длительного воздействия моделируемой микрогравитации на непатогенные Кишечная палочка, результаты показали, что вставки транспозонов происходят в локусах, связанных с SOS-стрессовой реакцией.[64] Когда то же самое Кишечная палочка штамм подвергался сочетанию моделируемой микрогравитации и следовых (фоновых) уровней (широкого спектра) антибиотика (хлорамфеникол ), результаты показали опосредованные транспозоном перестройки (TMR), нарушающие гены, участвующие в бактериальной адгезии, и удаление всего сегмента нескольких генов, участвующих в подвижности и хемотаксисе.[65] Оба этих исследования имеют значение для роста микробов, адаптации и устойчивости к антибиотикам в условиях реального времени.

Бактериальная трансформация

1: Донорские бактерии 2: Бактерии, которые получат ген 3: Красная часть представляет ген, который будет перенесен. Трансформация бактерий в определенной среде.

Естественная трансформация представляет собой бактериальную адаптацию для переноса ДНК (HGT), которая зависит от экспрессии многочисленных бактериальных генов, продукты которых ответственны за этот процесс.[66][67] В целом трансформация - сложный, энергоемкий процесс развития. Чтобы бактерия могла связывать, захватывать и рекомбинировать экзогенную ДНК в свою хромосому, она должна стать компетентный, то есть войти в особое физиологическое состояние. Развитие компетенций в Bacillus subtilis требует экспрессии около 40 генов.[68] ДНК, интегрированная в хромосому хозяина, обычно (но за редкими исключениями) происходит от другой бактерии того же разновидность, и, таким образом, гомологичен резидентной хромосоме. Способность к естественной трансформации присутствует по крайней мере у 67 видов прокариот.[67]Компетентность трансформации обычно вызывается высокой плотностью клеток и / или ограничением питания, условиями, связанными с стационарная фаза бактериального роста. Компетенция кажется адаптацией к репарации ДНК.[69] Трансформацию у бактерий можно рассматривать как примитивный половой процесс, поскольку он включает взаимодействие гомологичной ДНК двух индивидуумов с образованием рекомбинантной ДНК, которая передается следующим поколениям. Хотя трансдукция - это форма ГПГ, чаще всего связанная с бактериофаги некоторые фаги также могут способствовать трансформации.[70]

Бактериальная конъюгация

1: Клетка донорских бактерий (F + клетка) 2: Бактерии, которые получают плазмиду (F-клетку) 3: Плазмида, которая будет перемещена к другим бактериям 4: Пилус. Конъюгация бактерий с помощью полового пилуса; тогда бактерии, получившие плазмиду, могут передать ее и другим бактериям.

Конъюгация в Микобактерии смегматис, как спряжение в Кишечная палочка, требует стабильного и продолжительного контакта между штаммом донора и реципиента, является Устойчивый к ДНКазе, а перенесенная ДНК включается в хромосому реципиента посредством гомологичная рекомбинация. Однако в отличие от Кишечная палочка высокая частота рекомбинационного конъюгации (Hfr) микобактериальная конъюгация - это тип HGT, который основан на хромосоме, а не плазмиде.[71] Кроме того, в отличие от Кишечная палочка (Hfr) спряжение, в М. смегматис все участки хромосомы переносятся с сопоставимой эффективностью. В результате конъюгации было обнаружено существенное смешение родительских геномов, и это смешение было расценено как напоминающее то, что наблюдается в мейотических продуктах полового размножения.[71][72]

Перенос архейной ДНК

В Археон Sulfolobus solfataricus, когда УФ облученный, сильно индуцирует образование пили IV типа что затем способствует агрегации клеток.[73][74] Воздействие химических агентов, вызывающих повреждение ДНК, также вызывает агрегацию клеток.[73] Другие факторы физического стресса, такие как температурный сдвиг или pH, не вызывают агрегации, предполагая, что повреждение ДНК является специфическим индуктором клеточной агрегации.

УФ-индуцированная агрегация клеток опосредует межклеточный хромосомный обмен маркерами HGT с высокой частотой,[75] и УФ-индуцированные культуры демонстрируют скорости рекомбинации, которые превышают таковые неиндуцированных культур на целых три порядка. S. solfataricus клетки агрегируют преимущественно с другими клетками своего вида.[75] Frols et al.[73][76] и Ajon et al.[75] предположили, что УФ-индуцируемый перенос ДНК, вероятно, является важным механизмом для обеспечения повышенной репарации поврежденной ДНК посредством гомологичной рекомбинации. Этот процесс можно рассматривать как простую форму сексуального взаимодействия.

Другая теплолюбивый вид, Sulfolobus acidocaldarius, может пройти HGT. S. acidocaldarius может обменивать и рекомбинировать хромосомные маркеры при температуре до 84 ° C.[77] Ультрафиолетовое облучение вызывает образование пилей и агрегацию клеток.[75] Клетки, способные к агрегации, имеют большую выживаемость, чем мутанты, лишенные пилей, которые не могут агрегировать. Частота рекомбинации увеличивается из-за повреждения ДНК, вызванного УФ-облучением.[78] и химическими веществами, повреждающими ДНК.[79]

В UPS оперон, содержащий пять генов, сильно индуцируется УФ-облучением. Белки, кодируемые UPS опероны используются в УФ-индуцированной сборке пилей и агрегации клеток, что приводит к межклеточному обмену ДНК и гомологичная рекомбинация.[80] Поскольку эта система увеличивает приспособленность S. acidocaldarius клетки после УФ-облучения, Wolferen et al.[80][81] считается, что перенос ДНК, вероятно, имеет место для восстановления повреждений ДНК, вызванных УФ-излучением, путем гомологичной рекомбинации.

Эукариоты

"Сравнение последовательностей предполагает недавний горизонтальный перенос многих генов между различными видами, в том числе через границы филогенетический "домены". Таким образом, определение филогенетической истории вида не может быть сделано окончательно путем определения эволюционных деревьев для отдельных генов ».[82]

Органелла к ядерному геному

Органелла к органелле

Вирусы для растений

  • Растения способны получать генетическую информацию от вирусов путем горизонтального переноса генов.[50]

Бактерии к грибам

Бактерии растениям

  • Agrobacterium, патогенная бактерия, которая вызывает размножение клеток в виде коронных галлов и пролиферирующих корней, является примером бактерии, которая может передавать гены растениям, и это играет важную роль в эволюции растений.[88]

Бактерии насекомым

  • HhMAN1 это ген в геноме кофейный жук (Hypothenemus hampei), который напоминает бактериальные гены и, как полагают, передается от бактерий в кишечнике жука.[89][90]

Бактерии животным

  • Бделлоидные коловратки в настоящее время удерживают «рекорд» по HGT у животных, у которых ~ 8% генов бактериального происхождения.[91] Тихоходки считалось, что это побило рекорд с 17,5% HGT, но это открытие было артефактом бактериального заражения.[92]
  • В ходе исследования были обнаружены геномы 40 животных (в том числе 10 приматов, четыре Caenorhabditis черви и 12 Дрозофила насекомые) содержали гены, которые, по заключению исследователей, были перенесены из бактерий и грибов путем горизонтального переноса генов.[93] Исследователи подсчитали, что у некоторых нематод и насекомых дрозофилы эти гены были приобретены относительно недавно.[94]
  • Механизм, опосредованный бактериофагами, передает гены между прокариотами и эукариотами. Сигналы ядерной локализации в концевых белках бактериофага (ТП) инициируют репликацию ДНК и становятся ковалентно связанными с вирусным геномом. Роль вируса и бактериофагов в HGT у бактерий предполагает, что геномы, содержащие TP, могут быть средством передачи генетической информации между царствами на протяжении всей эволюции.[95]

Эндосимбионт насекомым и нематодам

  • В бобовый жук адзуки получил генетический материал от своего (бесполезного) эндосимбионта Вольбахия.[96] Недавно были получены новые примеры, демонстрирующие, что бактерии Wolbachia представляют собой важный потенциальный источник генетического материала у членистоногих и филяриальный нематоды.[97]

Сажать на посадку

  • Striga hermonthica, а паразитический эвдикот, получил ген от сорго (Сорго двухцветное) к его ядерному геному.[98] Функциональность гена неизвестна.
  • Ген, позволивший папоротникам выжить в темных лесах, произошел от роголистник, который растет в циновках на ручьях или деревьях. Ген неохрома появился около 180 миллионов лет назад.[99]

Растения животным

  • Восточно-изумрудный морской слизень Elysia chlorotica был предложен РЫБЫ анализ на содержание поддерживающих фотосинтез генов, полученных из водорослей (Vaucheria litorea ) в их рационе.[100] LGT в Sacoglossa теперь считается артефактом[101] и никаких следов LGT не было обнаружено при секвенировании генома Elysia chlorotica.[102]

Растение до грибка

Основная статья: Горизонтальный перенос генов растений-грибов
  • Перенос генов между растениями и грибами был предложен для ряда случаев, включая рис (Oryza sativa ).

Грибки насекомым

  • Гороховая тля (Acyrthosiphon pisum ) содержат несколько генов из грибы.[103][104] Растения, грибы и микроорганизмы могут синтезировать каротиноиды, но торулен сделано из гороха тля является единственным каротиноидом, синтезируемым организмом в животном мире.[103]

От человека к простейшим

Человеческий геном

  • Одно исследование выявило около 100 из примерно 20 000 общих генов человека, которые, вероятно, возникли в результате горизонтального переноса генов,[106] но это число было оспорено несколькими исследователями, утверждающими, что эти гены-кандидаты на HGT более вероятны в результате потери генов в сочетании с различиями в скорости эволюции.[107]

Искусственный горизонтальный перенос генов

До того, как она трансформируется, бактерия чувствительна к антибиотикам. Плазмида может быть вставлена, когда бактерии находятся в состоянии стресса, и включена в бактериальную ДНК, создавая устойчивость к антибиотикам. Когда плазмиды приготовлены, они вставляются в бактериальную клетку, либо создавая поры в плазматической мембране с помощью экстремальных температур и химической обработки, либо делая ее полупроницаемой с помощью процесса электрофореза, в котором электрические токи создают отверстия в мембране. После того, как условия вернутся к норме, отверстия в мембране закрываются, и плазмиды захватываются внутри бактерий, где они становятся частью генетического материала, а их гены экспрессируются бактериями.

Генная инженерия по существу горизонтальный перенос генов, хотя и с синтетическими кассетами экспрессии. В Система транспозонов "Спящая красавица"[108] (SB) был разработан как синтетический агент переноса генов, основанный на известных способностях Tc1 / моряк транспозоны вторгаются в геномы чрезвычайно разнообразных видов.[109] Система SB была использована для введения генетических последовательностей в геномы самых разных животных.[110][111] (Смотрите также Генная терапия.)

Важность эволюции

Смотрите также: Горизонтальный перенос генов в эволюции

Горизонтальный перенос генов - это потенциал мешающий фактор в выводе филогенетические деревья на основе последовательность одного гена.[112] Например, учитывая две отдаленно родственные бактерии, которые обменялись генами, филогенетическое древо, включающее эти виды, покажет, что они тесно связаны, потому что этот ген одинаков, хотя большинство других генов не похожи. По этой причине часто бывает идеально использовать другую информацию для вывода надежных филогенетических данных, таких как наличие или отсутствие генов, или, что более часто, включать как можно более широкий спектр генов для филогенетического анализа.

Например, наиболее распространенный ген, который будет использоваться для построения филогенетических отношений в прокариоты это 16S рибосомная РНК гена, поскольку его последовательности обычно сохраняются среди членов с близкими филогенетическими расстояниями, но достаточно изменчивы, чтобы можно было измерить различия. Однако в последние годы также утверждалось, что гены 16s рРНК также могут переноситься горизонтально. Хотя это может быть нечасто, валидность филогенетических деревьев, сконструированных с 16s рРНК, должна быть переоценена.[113]

Биолог Иоганн Петер Гогартен предполагает, что «исходная метафора дерева больше не соответствует данным недавних исследований генома», поэтому «биологи должны использовать метафору мозаики для описания различных историй, объединенных в отдельных геномах, и использовать метафору сети для визуализации богатого обмена и кооперативные эффекты HGT среди микробов ».[37] Существует несколько методов вывода таких филогенетические сети.

Использование отдельных генов как филогенетические маркеры, сложно отследить организменный филогения при наличии горизонтального переноса генов. Сочетание простого слияние модель кладогенез с редкими случаями горизонтального переноса генов HGT предполагают, что не было ни одного самый последний общий предок который содержал все гены, предки гены, общие для трех доменов жизнь. Каждый современник молекула имеет свою историю и восходит к отдельной молекуле ценанс. Однако эти молекулярные предки, вероятно, присутствовали в разных организмах в разное время ».[114]

Вызов древу жизни

Дальнейшая информация: Последний универсальный общий предок и древо жизни (наука)

Горизонтальный перенос генов представляет собой возможную проблему для концепции последний универсальный общий предок (LUCA) в корне Дерево жизни впервые сформулировано Карл Вёзе, что побудило его предложить Археи как третья сфера жизни.[115] Действительно, именно при изучении нового трехкомпонентного взгляда на жизнь горизонтальный перенос генов возник как усложняющая проблема: Археоглобус фулгидус рассматривался как аномалия по отношению к филогенетическому дереву, основанному на кодировании фермент HMGCoA редуктаза - рассматриваемый организм является определенным архейским организмом со всеми клеточными липидами и аппаратом транскрипции, которые ожидаются от архея, но чьи гены HMGCoA имеют бактериальное происхождение.[115] Ученые в целом согласны с симбиогенез, который митохондрии у эукариот происходит от альфа-протеобактерии клетки и это хлоропласты пришел из проглоченного цианобактерии, и другие передачи генов могли повлиять на ранних эукариот. (Напротив, у многоклеточных эукариот есть механизмы предотвращения горизонтального переноса генов, в том числе отдельные стволовые клетки.) Если бы происходил непрерывный и обширный перенос генов, то была бы сложная сеть со многими предками, вместо дерева жизни с четко очерченными линиями, ведущими назад к LUCA.[115][116] Однако LUCA можно идентифицировать, поэтому горизонтальные переводы должны быть относительно ограниченными.[117]

Филогенетическая информация в HGT

Напротив, было отмечено, что обнаружение горизонтального переноса генов может дать ценную филогенетическую информацию и информацию о датировании.[118]

Недавно была подтверждена возможность использования HGT для датирования филогении.[119][120]

Хромосомная организация горизонтального переноса генов

Приобретение новых генов может дезорганизовать другие генетические элементы и препятствовать функционированию бактериальной клетки, тем самым влияя на конкурентоспособность бактерий. Следовательно, адаптация бактерий заключается в конфликте между преимуществами приобретения полезных генов и необходимостью поддерживать организацию остальной части его генома. Гены, переносимые по горизонтали, обычно сосредоточены только в ~ 1% хромосомы (в областях, называемых горячими точками). Эта концентрация увеличивается с размером генома и скоростью переноса. Горячие точки диверсифицируются за счет быстрого оборота генов; их хромосомное распределение зависит от локального контекста (соседние основные гены) и содержания в мобильных генетических элементах. Горячие точки концентрируют большинство изменений в репертуарах генов, уменьшают компромисс между диверсификацией и организацией генома и должны быть сокровищницей штамм-специфичных адаптивных генов. Большинство мобильных генетических элементов и генов устойчивости к антибиотикам находятся в "горячих точках", но во многих "горячих точках" отсутствуют узнаваемые мобильные генетические элементы и часто наблюдается гомологичная рекомбинация на фланкирующих основных генах. Чрезмерная представленность горячих точек с меньшим количеством мобильных генетических элементов в естественно трансформируемых бактериях предполагает, что гомологичная рекомбинация и горизонтальный перенос генов тесно связаны в эволюции генома.[121]

Гены

Этот список неполный; вы можете помочь добавление недостающих предметов с надежные источники.

Есть свидетельства исторической горизонтальной передачи следующих генов:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Охман Х, Лоуренс Дж. Г., Гройсман Э. А. (май 2000 г.). «Боковой перенос генов и природа бактериальных инноваций». Природа. 405 (6784): 299–304. Bibcode:2000Натура.405..299O. Дои:10.1038/35012500. PMID  10830951. S2CID  85739173.
  2. ^ Даннинг Хотопп JC (апрель 2011 г.). «Горизонтальный перенос генов между бактериями и животными». Тенденции в генетике. 27 (4): 157–63. Дои:10.1016 / j.tig.2011.01.005. ЧВК  3068243. PMID  21334091.
  3. ^ Робинсон К.М., Зибер КБ, Даннинг Хотопп JC (октябрь 2013 г.). «Обзор латерального переноса генов между бактериями и животными может помочь нам понять такие болезни, как рак». PLOS Genetics. 9 (10): e1003877. Дои:10.1371 / journal.pgen.1003877. ЧВК  3798261. PMID  24146634.
  4. ^ Килинг Пи Джей, Палмер Дж. Д. (Август 2008 г.). «Горизонтальный перенос генов в эукариотической эволюции». Обзоры природы. Генетика. 9 (8): 605–18. Дои:10.1038 / nrg2386. PMID  18591983. S2CID  213613.
  5. ^ а б c d е ж Gyles C, Boerlin P (март 2014 г.). «Горизонтально перенесенные генетические элементы и их роль в патогенезе бактериальных заболеваний». Ветеринарная патология. 51 (2): 328–40. Дои:10.1177/0300985813511131. PMID  24318976. S2CID  206510894.
  6. ^ Vaux F, Trewick SA, Morgan-Richards M (2017). «Видообразование в зеркало». Биологический журнал Линнеевского общества. 120 (2): 480–488. Дои:10.1111 / bij.12872.
  7. ^ ОЭСР, Оценка безопасности трансгенных организмов, Том 4: Консенсусные документы ОЭСР, 2010, стр 171-174
  8. ^ Кей Э., Фогель TM, Бертолла Ф., Налин Р., Симонет П. (июль 2002 г.). «Перенос in situ генов устойчивости к антибиотикам из трансгенных (транспластомных) растений табака в бактерии». Прикладная и экологическая микробиология. 68 (7): 3345–51. Дои:10.1128 / aem.68.7.3345-3351.2002. ЧВК  126776. PMID  12089013.
  9. ^ Кунин Э.В., Макарова К.С., Аравинд Л (2001). «Горизонтальный перенос генов у прокариот: количественная оценка и классификация». Ежегодный обзор микробиологии. 55 (1): 709–42. Дои:10.1146 / annurev.micro.55.1.709. ЧВК  4781227. PMID  11544372.
  10. ^ Нильсен К.М. (1998). «Барьеры на пути горизонтального переноса генов путем естественного преобразования в почвенных бактериях». APMIS. 84 (S84): 77–84. Дои:10.1111 / j.1600-0463.1998.tb05653.x. PMID  9850687.
  11. ^ Макгоуэн С., Фулторп Р., Райт А., Тидже Дж. М. (октябрь 1998 г.). «Доказательства межвидового переноса генов в эволюции деструкторов 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты». Прикладная и экологическая микробиология. 64 (10): 4089–92. Дои:10.1128 / AEM.64.10.4089-4092.1998. ЧВК  106609. PMID  9758850.
  12. ^ а б Keen EC (декабрь 2012 г.). «Парадигмы патогенеза: нацеливание на мобильные генетические элементы болезни». Границы клеточной и инфекционной микробиологии. 2: 161. Дои:10.3389 / fcimb.2012.00161. ЧВК  3522046. PMID  23248780.
  13. ^ Наик Г.А., Бхат Л.Н., Чпоаде Б.А., Линч Дж.М. (1994). «Перенос плазмид устойчивости к антибиотикам широкого диапазона хозяев в микрокосмосе почвы». Curr. Микробиол. 28 (4): 209–215. Дои:10.1007 / BF01575963. S2CID  21015053.
  14. ^ Varga M, Kuntová L, Pantček R, Mašlaňová I, Růžičková V, Doškař J (июль 2012 г.). «Эффективный перенос плазмид устойчивости к антибиотикам путем трансдукции в метициллин-резистентном клоне Staphylococcus aureus USA300». Письма о микробиологии FEMS. 332 (2): 146–52. Дои:10.1111 / j.1574-6968.2012.02589.x. PMID  22553940.
  15. ^ Varga M, Pantu Ček R, Ru ičková V, Doškař J (январь 2016 г.). «Молекулярная характеристика нового эффективно трансдуцирующего бактериофага, идентифицированного в метициллин-резистентном золотистом стафилококке». Журнал общей вирусологии. 97 (1): 258–268. Дои:10.1099 / jgv.0.000329. PMID  26537974.
  16. ^ Кэрнс Дж., Руоколайнен Л., Халтман Дж., Тамминен М., Вирта М., Хилтунен Т. (2018-04-19). «Экология определяет, как низкая концентрация антибиотиков влияет на состав сообщества и горизонтальный перенос генов устойчивости». Биология коммуникации. 1 (1): 35. Дои:10.1038 / с42003-018-0041-7. ЧВК  6123812. PMID  30271921.
  17. ^ Кубышкин В., Асеведо-Роча К.Г., Будиса Н. (февраль 2018). «Об универсальных событиях кодирования в биогенезе белков». Биосистемы. 164: 16–25. Дои:10.1016 / j.biosystems.2017.10.004. PMID  29030023.
  18. ^ Лин Эдвардс (4 октября 2010 г.). «Горизонтальный перенос генов у микробов намного чаще, чем считалось ранее». PhysOrg.com. Получено 2012-01-06.
  19. ^ Арнольд С. (апрель 2011 г.). «Делиться и делиться одинаково». Scientific American. 304 (4): 30–1. Bibcode:2011SciAm.304d..30A. Дои:10.1038 / scientificamerican0411-30. PMID  21495477.
  20. ^ Гриффит Ф (Январь 1928 г.). «Значение типов пневмококков». Журнал гигиены. Издательство Кембриджского университета. 27 (2): 113–59. Дои:10.1017 / S0022172400031879. JSTOR  4626734. ЧВК  2167760. PMID  20474956.
  21. ^ Лоренц М.Г., Ваккернагель В. (сентябрь 1994 г.). «Бактериальный перенос генов путем естественной генетической трансформации в окружающей среде». Микробиологические обзоры. 58 (3): 563–602. Дои:10.1128 / MMBR.58.3.563-602.1994. ЧВК  372978. PMID  7968924.
  22. ^ Дауни А.В. (ноябрь 1972 г.). «Пневмококковая трансформация - взгляд назад. Четвертая лекция памяти Гриффита» (PDF). Журнал общей микробиологии. 73 (1): 1–11. Дои:10.1099/00221287-73-1-1. PMID  4143929.
  23. ^ Фримен VJ (июнь 1951 г.). «Исследования вирулентности инфицированных бактериофагом штаммов Corynebacterium diphtheriae». Журнал бактериологии. 61 (6): 675–88. Дои:10.1128 / JB.61.6.675-688.1951. ЧВК  386063. PMID  14850426.
  24. ^ Филипп Маргилес "Эпидемии: смертельные болезни на протяжении всей истории". Розен, Нью-Йорк. 2005 г.
  25. ^ Андре Львофф (1965). «Взаимодействие между вирусом, клеткой и организмом». Нобелевская лекция для получения Нобелевской премии по физиологии и медицине.
  26. ^ Очиай К., Яманака Т., Кимура К., Савада О. (1959). «Наследование лекарственной устойчивости (и ее передача) между штаммами Shigella и между штаммами Shigella и E. coli». Хихон Иджи Шимпор (на японском языке). 1861: 34.
  27. ^ Акиба Т., Кояма К., Исики Ю., Кимура С., Фукусима Т. (апрель 1960 г.). «О механизме развития клонов Shigella с множественной лекарственной устойчивостью». Японский журнал микробиологии. 4 (2): 219–27. Дои:10.1111 / j.1348-0421.1960.tb00170.x. PMID  13681921.
  28. ^ Syvanen M (январь 1985 г.). «Межвидовой перенос генов; значение для новой теории эволюции» (PDF). Журнал теоретической биологии. 112 (2): 333–43. Дои:10.1016 / S0022-5193 (85) 80291-5. PMID  2984477.
  29. ^ Джайн Р., Ривера МС, Озеро Дж. А (март 1999 г.). «Горизонтальный перенос генов между геномами: гипотеза сложности». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 96 (7): 3801–6. Bibcode:1999PNAS ... 96.3801J. Дои:10.1073 / пнас.96.7.3801. ЧВК  22375. PMID  10097118.
  30. ^ Ривера МС, озеро JA (сентябрь 2004 г.). «Кольцо жизни свидетельствует о геномном происхождении эукариот» (PDF). Природа. 431 (7005): 152–5. Bibcode:2004Натура.431..152R. Дои:10.1038 / природа02848. PMID  15356622. S2CID  4349149. Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-09-27.
  31. ^ Батест Э., Суско Э., Ли Дж., МакЛауд Д., Шарлебуа Р.Л., Дулиттл В.Ф. (май 2005 г.). «Действительно ли филогении ортологичных генов поддерживают древовидное мышление?». BMC Эволюционная биология. 5 (1): 33. Дои:10.1186/1471-2148-5-33. ЧВК  1156881. PMID  15913459.
  32. ^ Ле Пейдж М (2016-03-17). «Возможно, фермеры тысячелетиями случайно производили ГМО». Новый Ученый. Получено 2016-07-11.
  33. ^ Gasmi L, Boulain H, Gauthier J, Hua-Van A, Musset K, Jakubowska AK и др. (Сентябрь 2015 г.). «Рецидивирующая одомашнивание чешуекрылых генов от их паразитов, опосредованных браковирусами». PLOS Genetics. 11 (9): e1005470. Дои:10.1371 / journal.pgen.1005470. ЧВК  4574769. PMID  26379286.
  34. ^ Юн Э (14 февраля 2010 г.). «Гены паразита Шагаса могут передаваться людям и детям». Национальная география. Получено 2016-07-13.
  35. ^ Райли Д. Р., Зибер КБ, Робинсон К. М., Уайт-младший, Ганесан А., Нурбахш С., Даннинг Хотопп Дж. К. (2013). «Латеральный перенос генов соматических клеток человека и бактерий обогащен образцами рака». PLOS вычислительная биология. 9 (6): e1003107. Bibcode:2013PLSCB ... 9E3107R. Дои:10.1371 / journal.pcbi.1003107. ЧВК  3688693. PMID  23840181.
  36. ^ Ричардсон А.О., Палмер Дж. Д. (2007). «Горизонтальный перенос генов в растениях» (PDF). Журнал экспериментальной ботаники. 58 (1): 1–9. Дои:10.1093 / jxb / erl148. PMID  17030541. Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-09-27.
  37. ^ а б Гогартен, Питер (2000). «Горизонтальный перенос генов: новая парадигма биологии». Конференция Центра теории и исследований Эсален. Получено 2007-03-18.
  38. ^ Кеннет Тодар. «Бактериальная устойчивость к антибиотикам». Микробный мир: лекции по микробиологии, факультет бактериологии, Университет Висконсин-Мэдисон. Архивировано из оригинал 15 января 2012 г.. Получено 6 января, 2012.
  39. ^ Стэнли Малой (15 июля 2002 г.). «Горизонтальный перенос генов». Государственный университет Сан-Диего. Получено 6 января, 2012.
  40. ^ а б c d е Стернс, С.С., & Хукстра, Р.Ф. (2005). Эволюция: Введение (2-е изд.). Оксфорд, Нью-Йорк: Oxford Univ. Нажмите. С. 38-40.
  41. ^ Реннер СС, Белло С (2012). «Горизонтальный перенос генов в эукариотах: перенос от грибов к растениям и от растений к растениям органеллярной ДНК». Геномика хлоропластов и митохондрий. Достижения в фотосинтезе и дыхании. 35. Springer Science + Business Media B.V., стр. 223–235. Дои:10.1007/978-94-007-2920-9_10. ISBN  978-94-007-2919-3.
  42. ^ Максмен А (2010). «Вирусоподобные частицы ускоряют эволюцию бактерий». Природа. Дои:10.1038 / новости.2010.507.
  43. ^ а б c d е ж грамм Шаак С., Гилберт С., Фешотт С. (сентябрь 2010 г.). «Беспорядочная ДНК: горизонтальный перенос мобильных элементов и почему это важно для эволюции эукариот». Тенденции в экологии и эволюции. 25 (9): 537–46. Дои:10.1016 / j.tree.2010.06.001. ЧВК  2940939. PMID  20591532.
  44. ^ а б Dupeyron M, Leclercq S, Cerveau N, Bouchon D, Gilbert C (январь 2014 г.). «Горизонтальный перенос транспозонов между ракообразными и насекомыми и внутри них». Мобильная ДНК. 5 (1): 4. Дои:10.1186/1759-8753-5-4. ЧВК  3922705. PMID  24472097.
  45. ^ а б c Эль Байдури М., Карпентир М.С., Кук Р., Гао Д., Лассер Э., Ллауро С. и др. (Май 2014 г.). «Распространенные и частые горизонтальные перемещения подвижных элементов в растениях». Геномные исследования. 24 (5): 831–8. Дои:10.1101 / гр.164400.113. ЧВК  4009612. PMID  24518071.
  46. ^ а б c Иванчевич AM, Уолш AM, Корчак Р.Д., Адельсон Д.Л. (декабрь 2013 г.). «Переходя тонкую ЛИНИЮ между видами: горизонтальный перенос мобильных элементов у животных катализирует эволюцию генома». BioEssays. 35 (12): 1071–82. Дои:10.1002 / bies.201300072. PMID  24003001.
  47. ^ а б Валлау Г.Л., Ортис М.Ф., Лорето Е.Л. (2012). «Горизонтальный перенос транспозона в эукарии: обнаружение, предвзятость и перспективы». Геномная биология и эволюция. 4 (8): 689–99. Дои:10.1093 / gbe / evs055. ЧВК  3516303. PMID  22798449.
  48. ^ La Scola B, Desnues C, Pagnier I, Robert C, Barrassi L, Fournous G и др. (Сентябрь 2008 г.). «Вирофаг как уникальный паразит гигантского мимивируса». Природа. 455 (7209): 100–4. Bibcode:2008Натура.455..100л. Дои:10.1038 / природа07218. PMID  18690211. S2CID  4422249.
  49. ^ Пирсон Х (август 2008 г.). "'"Вирофаг" предполагает, что вирусы живы ". Природа. 454 (7205): 677. Bibcode:2008Натура.454..677П. Дои:10.1038 / 454677a. PMID  18685665.
  50. ^ а б Bejarano ER, Khashoggi A, Witty M, Lichtenstein C (январь 1996 г.). «Интеграция множества повторов геминивирусной ДНК в ядерный геном табака в процессе эволюции». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 93 (2): 759–64. Bibcode:1996PNAS ... 93..759B. Дои:10.1073 / пнас.93.2.759. ЧВК  40128. PMID  8570630.
  51. ^ Барлоу М (2009). «Что устойчивость к противомикробным препаратам научила нас горизонтальному переносу генов». Горизонтальный перенос генов. Методы молекулярной биологии. 532. С. 397–411. Дои:10.1007/978-1-60327-853-9_23. ISBN  978-1-60327-852-2. PMID  19271198.
  52. ^ Хоуки PM, Джонс AM (сентябрь 2009 г.). «Меняющаяся эпидемиология устойчивости». Журнал антимикробной химиотерапии. 64 Suppl 1 (Suppl 1): i3-10. Дои:10.1093 / jac / dkp256. PMID  19675017.
  53. ^ Францино М.П., ​​изд. (2012). Горизонтальный перенос генов в микроорганизмах. Caister Academic Press. ISBN  978-1-908230-10-2.
  54. ^ Штраух Э., Лурц Р., Бойтин Л. (декабрь 2001 г.). «Характеристика умеренного бактериофага Shigella sonnei, кодирующего токсин шига». Инфекция и иммунитет. 69 (12): 7588–95. Дои:10.1128 / IAI.69.12.7588-7595.2001. ЧВК  98851. PMID  11705937.
  55. ^ Джонсон К.М., Гроссман А.Д. (ноябрь 2015 г.). «Интегративные и сопряженные элементы (ICE): что они делают и как работают». Ежегодный обзор генетики. 42 (1): 577–601. Дои:10.1146 / annurev-genet-112414-055018. ЧВК  5180612. PMID  26473380.
  56. ^ Oliveira PH, Touchon M, Rocha EP (сентябрь 2014 г.). «Взаимодействие систем рестрикции-модификации с мобильными генетическими элементами и их прокариотическими хозяевами». Исследования нуклеиновых кислот. 49 (16): 10618–10631. Дои:10.1093 / нар / gku734. ЧВК  4176335. PMID  25120263.
  57. ^ Auchtung JM, Lee CA, Garrison KL, Grossman AD (июнь 2007 г.). «Идентификация и характеристика репрессора иммунитета (ImmR), который контролирует мобильный генетический элемент ICE.BS1 из Bacillus subtilis". PLoS Genet. 64 (6): 1515–1528. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2007.05748.x. ЧВК  3320793. PMID  17511812.
  58. ^ Тирумалай MR, Fox GE (сентябрь 2013 г.). "ХорошийBS1-подобный элемент может быть связан с экстремальной радиационной и высыхающей стойкостью Bacillus pumilus Споры SAFR-032 ". Экстремофилов. 17 (5): 767–774. Дои:10.1007 / s00792-013-0559-z. PMID  23812891.
  59. ^ Линк Л., Сойер Дж., Венкатесваран К., Николсон В. (февраль 2004 г.). «Чрезвычайная стойкость спор к ультрафиолетовому излучению Bacillus pumilus изоляты, полученные из сверхчистой сборки космических аппаратов ". Microb Ecol. 47 (2): 159–163. Дои:10.1007 / s00248-003-1029-4. PMID  14502417.
  60. ^ Ньюкомб Д.А., Шуэргер А.С., Бенардини Дж. Н., Дикинсон Д., Таннер Р., Венкатесваран К. (декабрь 2005 г.). «Выживание микроорганизмов, связанных с космическими кораблями, при моделировании марсианского УФ-излучения». Appl Environ Microbiol. 71 (12): 8147–8156. Дои:10.1128 / AEM.71.12.8147-8156.2005. ЧВК  1317311. PMID  16332797.
  61. ^ Кемпф М.Дж., Чен Ф., Керн Р., Венкатесваран К. (июнь 2005 г.). «Повторное выделение устойчивых к перекиси водорода спор Bacillus pumilus из сборочного цеха космических кораблей ». Астробиология. 5 (3): 391–405. Дои:10.1089 / ast.2005.5.391. PMID  15941382.
  62. ^ Биль SW, Хартл DL (июнь 1983 г.). «Эволюция транспозонов: естественный отбор для Tn5 в кишечная палочка K12 ". Генетика. 103 (4): 581–592. ЧВК  1202041. PMID  6303898.
  63. ^ Чао Л., Варгас С., Копье ВВ, Кокс Э.С. (1983). «Мобильные элементы как гены-мутаторы в эволюции». Природа. 303 (5918): 633–635. Дои:10.1038 / 303633a0. ЧВК  1202041. PMID  6303898.
  64. ^ Тирумалай М.Р., Каруя Ф., Тран К., Степанов В.Г., Брюс Р.Дж., Отт М., Пирсон Д.Л., Fox GE (май 2017 г.). "Адаптация кишечная палочка клетки, выращенные в условиях искусственной микрогравитации в течение длительного периода, являются фенотипическими и геномными ». npj микрогравитация. 3 (15). Дои:10.1038 / s41526-017-0020-1. ЧВК  5460176. PMID  28649637.
  65. ^ Тирумалай М.Р., Каруя Ф., Тран К., Степанов В.Г., Брюс Р.Дж., Отт М., Пирсон Д.Л., Fox GE (январь 2019 г.). «Оценка приобретенной устойчивости к антибиотикам в кишечная палочка подвергались длительному воздействию микрогравитации с низким сдвигом и фоновому воздействию антибиотиков ". мБио. 10 (e02637-18). Дои:10,1128 / мБио.02637-18. ЧВК  6336426. PMID  30647159.
  66. ^ Чен И., Дубнау Д. (март 2004 г.). «Поглощение ДНК при бактериальной трансформации». Обзоры природы. Микробиология. 2 (3): 241–9. Дои:10.1038 / nrmicro844. PMID  15083159. S2CID  205499369.
  67. ^ а б Johnsborg O, Eldholm V, Håvarstein LS (декабрь 2007 г.). «Естественная генетическая трансформация: распространенность, механизмы и функции». Исследования в области микробиологии. 158 (10): 767–78. Дои:10.1016 / j.resmic.2007.09.004. PMID  17997281.
  68. ^ Соломон Дж. М., Гроссман А. Д. (апрель 1996 г.). «Кто и когда компетентен: регуляция естественной генетической компетентности бактерий». Тенденции в генетике. 12 (4): 150–5. Дои:10.1016/0168-9525(96)10014-7. PMID  8901420.
  69. ^ Мичод Р.Э., Бернштейн Х., Недельку А.М. (май 2008 г.). «Адаптивное значение секса у микробных возбудителей» (PDF). Инфекция, генетика и эволюция. 8 (3): 267–85. Дои:10.1016 / j.meegid.2008.01.002. PMID  18295550.
  70. ^ Кин Э.С., Блисковский В.В., Малагон Ф., Бейкер Дж. Д., Принц Дж. С., Клаус Дж. С., Adhya SL (январь 2017 г.). "Роман" Суперпредседатель "Бактериофаги способствуют горизонтальному переносу генов путем трансформации". мБио. 8 (1): e02115-16. Дои:10,1128 / мБио.02115-16. ЧВК  5241400. PMID  28096488.
  71. ^ а б Gray TA, Krywy JA, Harold J, Palumbo MJ, Derbyshire KM (июль 2013 г.). «Распределительный конъюгальный перенос в микобактериях приводит к образованию потомства с мозаицизмом по всему геному, подобным мейотическому, что позволяет картировать локус идентичности спаривания». PLOS Биология. 11 (7): e1001602. Дои:10.1371 / journal.pbio.1001602. ЧВК  3706393. PMID  23874149.
  72. ^ Дербишир К.М., Грей Т.А. (2014). «Распределительный супружеский перенос: новые взгляды на горизонтальный перенос генов и генетический обмен у микобактерий». Микробиологический спектр. 2 (1): 61–79. Дои:10.1128 / microbiolspec.MGM2-0022-2013. ЧВК  4259119. PMID  25505644.
  73. ^ а б c Fröls S, Ajon M, Wagner M, Teichmann D, Zolghadr B, Folea M и др. (Ноябрь 2008 г.). «Индуцируемая УФ-излучением клеточная агрегация гипертермофильной археи Sulfolobus solfataricus опосредована образованием пилей» (PDF). Молекулярная микробиология. 70 (4): 938–52. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2008.06459.x. PMID  18990182.
  74. ^ Аллерс Т (ноябрь 2011 г.). «Обмен генами для выживания - новая роль пилей архей IV типа». Молекулярная микробиология. 82 (4): 789–91. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2011.07860.x. PMID  21992544.
  75. ^ а б c d Ajon M, Fröls S, van Wolferen M, Stoecker K, Teichmann D, Driessen AJ и др. (Ноябрь 2011 г.). «УФ-индуцируемый обмен ДНК в гипертермофильных архее, опосредованный пилями типа IV» (PDF). Молекулярная микробиология. 82 (4): 807–17. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2011.07861.x. PMID  21999488.
  76. ^ Fröls S, White MF, Schleper C (февраль 2009 г.). «Реакции на УФ-повреждение у модельного архея Sulfolobus solfataricus». Сделки Биохимического Общества. 37 (Pt 1): 36–41. Дои:10.1042 / BST0370036. PMID  19143598.
  77. ^ Grogan DW (июнь 1996 г.). «Обмен генетическими маркерами при экстремально высоких температурах у архея Sulfolobus acidocaldarius». Журнал бактериологии. 178 (11): 3207–11. Дои:10.1128 / jb.178.11.3207-3211.1996. ЧВК  178072. PMID  8655500.
  78. ^ Wood ER, Ghané F, Grogan DW (сентябрь 1997 г.). «Генетические реакции термофильных архей Sulfolobus acidocaldarius на коротковолновый УФ-свет». Журнал бактериологии. 179 (18): 5693–8. Дои:10.1128 / jb.179.18.5693-5698.1997. ЧВК  179455. PMID  9294423.
  79. ^ Рейли М.С., Гроган Д.В. (февраль 2002 г.). «Биологические эффекты повреждения ДНК у гипертермофильного архея Sulfolobus acidocaldarius». Письма о микробиологии FEMS. 208 (1): 29–34. Дои:10.1016 / s0378-1097 (01) 00575-4. PMID  11934490.
  80. ^ а б ван Вольферен М., Аджон М., Дриссен А.Дж., Альберс С.В. (декабрь 2013 г.). «Молекулярный анализ УФ-индуцируемого оперона пилей Sulfolobus acidocaldarius». МикробиологияOpen. 2 (6): 928–37. Дои:10.1002 / mbo3.128. ЧВК  3892339. PMID  24106028.
  81. ^ ван Вольферен М., Ма Х, Альберс С.В. (сентябрь 2015 г.). «Белки процессинга ДНК, участвующие в УФ-индуцированной стрессовой реакции сульфолобалов». Журнал бактериологии. 197 (18): 2941–51. Дои:10.1128 / JB.00344-15. ЧВК  4542170. PMID  26148716.
  82. ^ Мельчер У (2001). «Молекулярная генетика: горизонтальный перенос генов». Стиллуотер, Оклахома, США: Государственный университет Оклахомы. Архивировано из оригинал на 2016-03-04. Получено 2015-08-20.
  83. ^ Бланшар Дж. Л., Линч М. (июль 2000 г.). «Органелларные гены: почему они попадают в ядро?». Тенденции в генетике. 16 (7): 315–20. Дои:10.1016 / S0168-9525 (00) 02053-9. PMID  10858662. Обсуждаются теории о том, как митохондрии и гены хлоропластов переносятся в ядро, а также какие шаги должен пройти ген, чтобы завершить этот процесс.
  84. ^ Дэвис CC, Wurdack KJ (июль 2004 г.). "Перенос гена от хозяина к паразиту в цветковых растениях: филогенетические данные из Malpighiales". Наука. 305 (5684): 676–8. Bibcode:2004Наука ... 305..676D. Дои:10.1126 / science.1100671. PMID  15256617. S2CID  16180594.
  85. ^ Никрент DL, Blarer A, Qiu YL, Vidal-Russell R, Anderson FE (октябрь 2004 г.). «Филогенетический вывод в Rafflesiales: влияние гетерогенности скорости и горизонтального переноса генов». BMC Эволюционная биология. 4 (1): 40. Дои:10.1186/1471-2148-4-40. ЧВК  528834. PMID  15496229.
  86. ^ Woloszynska M, Bocer T, Mackiewicz P, Janska H (ноябрь 2004 г.). «Фрагмент ДНК хлоропласта был перенесен горизонтально, вероятно, от неэвдикотов, в митохондриальный геном Phaseolus». Молекулярная биология растений. 56 (5): 811–20. Дои:10.1007 / s11103-004-5183-у. PMID  15803417. S2CID  14198321.
  87. ^ Зал C, Брахат С., Дитрих Ф.С. (июнь 2005 г.). «Вклад горизонтального переноса генов в эволюцию Saccharomyces cerevisiae». Эукариотическая клетка. 4 (6): 1102–15. Дои:10.1128 / EC.4.6.1102-1115.2005. ЧВК  1151995. PMID  15947202.
  88. ^ Quispe-Huamanquispe DG, Gheysen G, Kreuze JF (2017). «Т-ДНК Agrobacterium». Границы науки о растениях. 8: 2015. Дои:10.3389 / fpls.2017.02015. ЧВК  5705623. PMID  29225610.
  89. ^ Ли Филлипс М (2012). «Бактериальный ген помогает кофейному жуку вылечить». Природа. Дои:10.1038 / природа.2012.10116. S2CID  211729274.
  90. ^ Acuña R, Padilla BE, Флорес-Рамос CP, Rubio JD, Herrera JC, Benavides P и др. (Март 2012 г.). «Адаптивный горизонтальный перенос бактериального гена инвазивным насекомым-вредителям кофе». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 109 (11): 4197–202. Bibcode:2012PNAS..109.4197A. Дои:10.1073 / pnas.1121190109. ЧВК  3306691. PMID  22371593.
  91. ^ Трэйси Уотсон (15 ноября 2012 г.). «Бделлоиды, выживающие благодаря заимствованной ДНК». Наука / Новости AAAS.
  92. ^ Куцовулос Г., Кумар С., Лаэтч Д.Р., Стивенс Л., Дауб Дж., Конлон С. и др. (Май 2016). «Нет доказательств обширного горизонтального переноса генов в геноме тихоходки Hypsibius dujardini». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 113 (18): 5053–8. Bibcode:2016PNAS..113.5053K. Дои:10.1073 / pnas.1600338113. ЧВК  4983863. PMID  27035985.
  93. ^ Крисп А., Боскетти С., Перри М., Туннаклифф А., Миклем Дж. (Март 2015 г.). «Экспрессия нескольких горизонтально приобретенных генов является отличительной чертой геномов позвоночных и беспозвоночных». Геномная биология. 16: 50. Дои:10.1186 / s13059-015-0607-3. ЧВК  4358723. PMID  25785303.
  94. ^ Мадхусуданан Дж. (12 марта 2015 г.). «Горизонтальная передача генов - признак генома животных?». Ученый. Получено 2016-07-14.
  95. ^ Редрехо-Родригес М., Муньос-Эспин Д., Ольгера I, Менсия М., Салас М. (ноябрь 2012 г.). «Функциональные сигналы эукариотической ядерной локализации широко распространены в терминальных белках бактериофагов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 109 (45): 18482–7. Bibcode:2012PNAS..10918482R. Дои:10.1073 / pnas.1216635109. ЧВК  3494942. PMID  23091024.
  96. ^ Кондо Н., Никох Н., Иджичи Н., Шимада М., Фукацу Т. (октябрь 2002 г.). «Фрагмент генома эндосимбионта Wolbachia перенесен на Х-хромосому насекомого-хозяина». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 99 (22): 14280–5. Bibcode:2002PNAS ... 9914280K. Дои:10.1073 / pnas.222228199. ЧВК  137875. PMID  12386340.
  97. ^ Даннинг Хотопп Дж. К., Кларк М. Е., Оливейра Д. К., Фостер Дж. М., Фишер П., Муньос Торрес М. С. и др. (Сентябрь 2007 г.). «Широко распространенный латеральный перенос генов от внутриклеточных бактерий к многоклеточным эукариотам». Наука. 317 (5845): 1753–6. Bibcode:2007Научный ... 317.1753H. Дои:10.1126 / science.1142490. PMID  17761848. S2CID  10787254.
  98. ^ Ёсида С., Маруяма С., Нодзаки Х., Ширасу К. (май 2010 г.). «Горизонтальный перенос генов паразитическим растением Striga hermonthica». Наука. 328 (5982): 1128. Bibcode:2010Sci ... 328.1128Y. Дои:10.1126 / science.1187145. PMID  20508124. S2CID  39376164.
  99. ^ Карл Циммер (17 апреля 2014 г.). "Растения, практикующие генную инженерию". Нью-Йорк Таймс.
  100. ^ Шварц Дж. А., Кертис Н. Э., Пирс С. К. (декабрь 2014 г.). «Маркировка FISH выявляет горизонтально перенесенный ядерный ген водорослей (Vaucheria litorea) на хромосоме морского слизняка (Elysia chlorotica)». Биологический бюллетень. 227 (3): 300–12. Дои:10.1086 / BBLv227n3p300. PMID  25572217.
  101. ^ Rauch C, Vries J, Rommel S, Rose LE, Woehle C, Christa G и др. (Август 2015 г.). «Почему пришло время заглянуть за рамки генов водорослей в фотосинтетических слизнях». Геномная биология и эволюция. 7 (9): 2602–7. Дои:10.1093 / gbe / evv173. ЧВК  4607529. PMID  26319575.
  102. ^ Bhattacharya D, Pelletreau KN, Price DC, Sarver KE, Rumpho ME (август 2013 г.). «Геномный анализ ДНК яйца Elysia chlorotica не дает доказательств горизонтального переноса гена в зародышевую линию этого клептопластического моллюска». Молекулярная биология и эволюция. 30 (8): 1843–52. Дои:10.1093 / molbev / mst084. ЧВК  3708498. PMID  23645554.
  103. ^ а б Моран Н.А., Ярвик Т. (апрель 2010 г.). «Боковой перенос генов от грибов лежит в основе продукции каротиноидов у тлей». Наука. 328 (5978): 624–7. Bibcode:2010Sci ... 328..624M. Дои:10.1126 / science.1187113. PMID  20431015. S2CID  14785276.
  104. ^ Фукацу Т (апрель 2010 г.). «Эволюция. От грибков до окраски насекомых». Наука. 328 (5978): 574–5. Bibcode:2010Sci ... 328..574F. Дои:10.1126 / science.1190417. PMID  20431000. S2CID  23686682.
  105. ^ Бар D (16 февраля 2011 г.). "Свидетельства массивной горизонтальной передачи генов между людьми и Плазмодий вивакс". Природа предшествует. Дои:10.1038 / npre.2011.5690.1.
  106. ^ «Предки людей обычно крали гены у других видов». Экономист. 14 марта 2015 г.. Получено 17 марта 2015.
  107. ^ Зальцберг С.Л., Уайт О., Петерсон Дж., Эйзен Дж. А. (июнь 2001 г.). «Микробные гены в геноме человека: латеральный перенос или потеря гена?». Наука. 292 (5523): 1903–6. Bibcode:2001Sci ... 292.1903S. Дои:10.1126 / science.1061036. PMID  11358996. S2CID  17016011.
  108. ^ Ivics Z, Hackett PB, Plasterk RH, Izsvák Z (ноябрь 1997 г.). «Молекулярная реконструкция Спящей красавицы, Tc1-подобного транспозона из рыб, и его транспозиция в человеческих клетках». Клетка. 91 (4): 501–10. Дои:10.1016 / S0092-8674 (00) 80436-5. PMID  9390559. S2CID  17908472.
  109. ^ Plasterk RH (1996). "Семья транспозонов Tc1 / mariner". В Saedler H, Gierl A (ред.). Переносные элементы. Актуальные темы микробиологии и иммунологии. 204. С. 125–143. Дои:10.1007/978-3-642-79795-8_6. ISBN  978-3-642-79797-2. PMID  8556864.
  110. ^ Izsvák Z, Ivics Z, Plasterk RH (сентябрь 2000 г.). «Спящая красавица, транспозонный вектор широкого диапазона хозяев для генетической трансформации позвоночных». Журнал молекулярной биологии. 302 (1): 93–102. Дои:10.1006 / jmbi.2000.4047. PMID  10964563.
  111. ^ Куртти Т.Дж., Маттила Дж.Т., Херрон М.Дж., Фельсхайм Р.Ф., Болдридж Г.Д., Буркхардт, штат Нью-Йорк, и др. (Октябрь 2008 г.). «Экспрессия трансгена и молчание в линии клеток клещей: модельная система для функциональной геномики клещей». Биохимия и молекулярная биология насекомых. 38 (10): 963–8. Дои:10.1016 / j.ibmb.2008.07.008. ЧВК  2581827. PMID  18722527.
  112. ^ Грэм Лоутон Почему Дарвин ошибался насчет дерева жизни Новый ученый Номер журнала 2692, 21 января 2009 г. (по состоянию на февраль 2009 г.)
  113. ^ Геномный анализ Hyphomonas neptunium противоречит филогенетическому анализу на основе гена 16S рРНК: последствия для таксономии отрядов Rhodobacterales и Caulobacteraes
  114. ^ Жакыбаева О., Гогартен Ю.П. (апрель 2004 г.). «Кладогенез, слияние и эволюция трех областей жизни». Тенденции в генетике. 20 (4): 182–7. Дои:10.1016 / j.tig.2004.02.004. PMID  15041172.
  115. ^ а б c Дулиттл ВФ (Февраль 2000 г.). «Выкорчевывание древа жизни». Scientific American. 282 (2): 90–5. Bibcode:2000SciAm.282b..90D. Дои:10.1038 / scientificamerican0200-90. PMID  10710791.
  116. ^ Woese CR (июнь 2004 г.). «Новая биология для нового века». Обзоры микробиологии и молекулярной биологии. 68 (2): 173–86. Дои:10.1128 / MMBR.68.2.173-186.2004. ЧВК  419918. PMID  15187180.
  117. ^ Теобальд Д.Л. (май 2010 г.). «Формальный тест теории всеобщего общего предка». Природа. 465 (7295): 219–22. Bibcode:2010Натура.465..219Т. Дои:10.1038 / природа09014. PMID  20463738. S2CID  4422345.
  118. ^ Хуанг Дж., Гогартен Дж. П. (2009). «Перенос древних генов как инструмент филогенетической реконструкции». Горизонтальный перенос генов. Методы молекулярной биологии. 532. Humana Press. С. 127–39. Дои:10.1007/978-1-60327-853-9_7. ISBN  9781603278522. PMID  19271182.
  119. ^ Давин А.А., Танье Э., Уильямс Т.А., Буссау Б., Даубин В., Сёллози Г.Дж. (май 2018 г.). «Перенос генов может датировать древо жизни». Природа Экология и эволюция. 2 (5): 904–909. Дои:10.1038 / s41559-018-0525-3. ЧВК  5912509. PMID  29610471.
  120. ^ Wolfe JM, Fournier GP (май 2018 г.). «Горизонтальный перенос генов ограничивает время эволюции метаногена». Природа Экология и эволюция. 2 (5): 897–903. Дои:10.1038 / s41559-018-0513-7. HDL:1721.1/118329. PMID  29610466. S2CID  4968981.
  121. ^ Oliveira PH, Touchon M, Cury J, Rocha EP (октябрь 2017 г.). «Хромосомная организация горизонтального переноса генов у бактерий». Nature Communications. 8 (1): 841. Bibcode:2017НатКо ... 8..841O. Дои:10.1038 / s41467-017-00808-w. ЧВК  5635113. PMID  29018197.
  122. ^ Bryant DA, Frigaard NU (ноябрь 2006 г.). «Прокариотический фотосинтез и фототрофия в свете». Тенденции в микробиологии. 14 (11): 488–96. Дои:10.1016 / j.tim.2006.09.001. PMID  16997562.
  123. ^ Аврайн Л., Вернозы-Розанд С., Кемпф I (2004). «Доказательства естественного горизонтального переноса гена tetO между штаммами Campylobacter jejuni у кур». Журнал прикладной микробиологии. 97 (1): 134–40. Дои:10.1111 / j.1365-2672.2004.02306.x. PMID  15186450.
  124. ^ Темные леса, папоротники украли ген из невероятного источника, а затем и друг у друга В архиве 2016-03-07 в Wayback Machine Дженнифер Фрейзер (6 мая 2014 г.). Scientific American.
  125. ^ Ли Ф.В., Ротфельс С.Дж., Мелконян М., Вильярреал Дж.С., Стивенсон Д.В., Грэм С.В. и др. (2015). «Происхождение и эволюция фототропинов». Границы науки о растениях. 6: 637. Дои:10.3389 / fpls.2015.00637. ЧВК  4532919. PMID  26322073.
  126. ^ Wybouw N, Dermauw W., Tirry L, Stevens C, Grbić M, Feyereisen R, Van Leeuwen T. (апрель 2014 г.). «Ген, переданный горизонтально из бактерий, защищает членистоногих от отравления цианидом растений-хозяев». eLife. 3: e02365. Дои:10.7554 / eLife.02365. ЧВК  4011162. PMID  24843024.
  127. ^ Юн Э (16 февраля 2011 г.). «Гонорея запечатлела человеческую ДНК (и это только начало)». Национальная география. Получено 2016-07-14.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка