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耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans)是奇球菌属(Deinococcaceae)的代表菌种,是至今发现的抗辐射能力最强的生物之一。DNA损伤很易阻断复制叉的前进,而电离辐射会诱导产生各种形式的DNA结构损伤,这会导致各种致命的染色体畸变,从而使细胞死亡。损伤DNA的修复以及接下来停止复制叉的重启动过程对细胞生存极为重要。耐辐射球菌具有高效的DNA损伤修复机制,能够准确无误地修复由辐射引起的几百个双链DNA碎片,不造成任何突变和死亡。然而,细胞还需要一些能够重启动停止的复制叉的方式,这类方式不依赖于基因重组,而是在损伤的下游重启动复制。但是关于耐辐射球菌中停止复制叉的重启动机制还未有研究报道。
依赖于PriA的复制重启动机制是细菌复制重启动的主要途径。在大肠杆菌中,PriA与PriB,DnaT,PriC,DnaB和DnaC等引发体蛋白共同完成停止复制叉上引发体的装载过程。根据比较基因组学的结果,发现耐辐射球菌中存在编码priA的基因,其编号为dr2606。但是耐辐射球菌在序列上不存在编码priB,priC,dnaT和dnaC的同源基因。
为了了解priA类似基因dr2606在耐辐射球菌中的作用,我们用生物信息学的方法对dr2606基因与大肠杆菌、枯草芽孢杆菌中的同源物进行了序列比对。我们还通过用卡纳抗性基因代替了dr2606阅读框,构建了dr2606缺失突变株。Dr2606的突变导致菌体生长缓慢,细胞生存率急剧下降。为了检测Dr2606在DNA修复中的作用,我们对突变株进行UV和丝裂霉素处理。意外的是,耐辐射球菌的DNA修复能力没有削弱。但是,突变株的转化效率大大削弱了。这些数据表明,在耐辐射球菌中priA类似基因dr2606对停止复制叉的重启动过程并不是必需的。耐辐射球菌的不依赖于原点的复制重启动过程可能与其它细菌不同。