The bacterium Deinococcus radiodura

The bacterium Deinococcus radiodurans shows remarkable resistance to a range of damage caused by ionizing radiation, desiccation, UV radiation, oxidizing agents, and electrophilic mutagens. D. radiodurans is best known for its extreme resistance to ionizing radiation; not only can it grow continuously in the presence of chronic radiation (6 kilorads/h), but also it can survive acute exposures to gamma radiation exceeding 1,500 kilorads without dying or undergoing induced mutation. These characteristics were the impetus for sequencing the genome of D. radiodurans and the ongoing development of its use for bioremediation of radioactive wastes. Although it is known that these multiple resistance phenotypes stem from efficient DNA repair processes, the mechanisms underlying these extraordinary repair capabilities remain poorly understood. In this work we present an extensive comparative sequence analysis of the Deinococcus genome. Deinococcus is the first representative with a completely sequenced genome from a distinct bacterial lineage of extremophiles, the Thermus-Deinococcus group. Phylogenetic tree analysis, combined with the identification of several synapomorphies between Thermus and Deinococcus, supports the hypothesis that it is an ancient group with no clear affinities to any of the other known bacterial lineages. Distinctive features of the Deinococcus genome as well as features shared with other free-living bacteria were revealed by comparison of its proteome to the collection of clusters of orthologous groups of proteins. Analysis of paralogs in Deinococcus has revealed several unique protein families. In addition, specific expansions of several other families including phosphatases, proteases, acyltransferases, and Nudix family pyrophosphohydrolases were detected. Genes that potentially affect DNA repair and recombination and stress responses were investigated in detail. Some proteins appear to have been horizontally transferred from eukaryotes and are not present in other bacteria. For example, three proteins homologous to plant desiccation resistance proteins were identified, and these are particularly interesting because of the correlation between desiccation and radiation resistance. Compared to other bacteria, the D. radiodurans genome is enriched in repetitive sequences, namely, IS-like transposons and small intergenic repeats. In combination, these observations suggest that several different biological mechanisms contribute to the multiple DNA repair-dependent phenotypes of this organism.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

radiodurans แบคทีเรีย deinococcus แสดงให้เห็นถึงความต้านทานที่โดดเด่นในช่วงของความเสียหายที่เกิดจากรังสี, ผึ่งให้แห้งรังสียูวี, ออกซิไดซ์ตัวแทนและก่อกลาย electrophilic ง radiodurans เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับความต้านทานมากเพื่อรังสี; ไม่เพียง แต่จะสามารถเติบโตได้อย่างต่อเนื่องในการปรากฏตัวของรังสีเรื้อรัง (6 kilorads / เอช),แต่ยังสามารถอยู่รอดได้เปิดรับเฉียบพลันรังสีแกมมาเกิน 1,500 kilorads ไม่ตายหรือการกลายพันธุ์ที่เกิดจากการผ่าตัด ลักษณะเหล่านี้เป็นแรงผลักดันให้ลำดับจีโนมง radiodurans และการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของการใช้งานสำหรับการบำบัดทางชีวภาพของเสียกัมมันตรังสี แม้ว่ามันจะเป็นที่รู้กันว่า phenotypes ต้านทานเหล่านี้หลาย ๆ เกิดจากการที่มีประสิทธิภาพกระบวนการซ่อมแซมดีเอ็นเอกลไกพื้นฐานความสามารถในการซ่อมแซมที่ไม่ธรรมดาเหล่านี้ยังคงเข้าใจ ในงานนี้เรานำเสนอการวิเคราะห์ลำดับกว้างขวางเปรียบเทียบจีโนม deinococcus deinococcus เป็นตัวแทนครั้งแรกกับจีโนมลำดับสมบูรณ์จากเชื้อสายของแบคทีเรียที่แตกต่างของ extremophiles กลุ่ม thermus-deinococcus การวิเคราะห์ต้นไม้สายวิวัฒนาการรวมกับบัตรประจำตัวของหลาย synapomorphies ระหว่าง thermus และ deinococcus สนับสนุนสมมติฐานที่ว่ามันเป็นกลุ่มโบราณที่ไม่มีความพอใจที่ชัดเจนใด ๆ ของอื่น ๆ lineages แบคทีเรียที่รู้จักกันคุณสมบัติที่โดดเด่นของจีโนม deinococcus รวมทั้งคุณสมบัติร่วมกับฟรีชีวิตแบคทีเรียอื่น ๆ ที่ถูกเปิดเผยโดยการเปรียบเทียบของโปรตีนในการเก็บรวบรวมกลุ่มของกลุ่ม orthologous ของโปรตีน การวิเคราะห์ paralogs ใน deinococcus ได้เปิดเผยหลายครอบครัวโปรตีนที่ไม่ซ้ำกัน นอกจากนี้การขยายเฉพาะของครอบครัวอื่น ๆ หลายคนรวมทั้ง phosphatases, โปรตีเอส,acyltransferases และ pyrophosphohydrolases ครอบครัว nudix ถูกตรวจพบ ยีนที่อาจส่งผลกระทบต่อการซ่อมแซมดีเอ็นเอและการรวมตัวกันและการตอบสนองต่อความเครียดจากการตรวจสอบในรายละเอียด โปรตีนบางอย่างที่ดูเหมือนจะได้รับการถ่ายโอนในแนวนอนจากยูคาริโอและไม่ได้อยู่ในแบคทีเรียอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นสามโปรตีนที่คล้ายคลึงกันกับพืชผึ่งให้แห้งโปรตีนต้านทานถูกระบุและสิ่งเหล่านี้เป็นที่น่าสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะความสัมพันธ์ระหว่างการผึ่งให้แห้งและความต้านทานต่อรังสี เมื่อเทียบกับเชื้อแบคทีเรียอื่น ๆ ง radiodurans จีโนมอุดมในลำดับซ้ำคือเป็นเหมือน transposons และซ้ำ intergenic ขนาดเล็ก ในการรวมกันสังเกตเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าหลายกลไกทางชีววิทยาที่แตกต่างกันนำไปสู่​​การซ่อมแซมดีเอ็นเอ phenotypes ขึ้นอยู่กับหลาย ๆ ของสิ่งมีชีวิตนี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

แบคทีเรีย Deinococcus radiodurans แสดงความต้านทานที่น่าทึ่งถึงความเสียหายที่เกิดจากรังสี ionizing, desiccation, UV รังสี ตัวแทนเติมออกซิเจน และ electrophilic mutagens D. radiodurans มีรู้จักกันดีสำหรับของความต้านทานมากการ ionizing รังสี ไม่เพียงแต่ สามารถจะขยายอย่างต่อเนื่องในต่อหน้าของรังสีเรื้อรัง (6 kilorads/h), แต่ยัง จะสามารถอยู่รอดไงเฉียบพลันให้รังสีแกมมาเกิน 1500 kilorads ไม่ตาย หรืออยู่ในระหว่างการเหนี่ยวนำให้กลายพันธุ์ ลักษณะเหล่านี้มีแรงผลักดันในลำดับเบสจีโนมของ D. radiodurans และการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของการใช้ววิธีของกากกัมมันตรังสี แม้ว่าจะเป็นที่รู้จักกันว่า หลายฟีต้านทานเกิดจากดีเอ็นเอมีประสิทธิภาพเหล่านี้ซ่อมแซมกระบวนการ กลไกต้นแบบความสามารถในการซ่อมแซมพิเศษเหล่านี้ยังคงไม่ดีเข้าใจ ในงานนี้ เรานำเสนอการวิเคราะห์ลำดับอย่างละเอียดเปรียบเทียบของกลุ่ม Deinococcus Deinococcus เป็นตัวแทนแรกกับกลุ่มทั้งหมดตามลำดับจากคนเชื้อสายเชื้อแบคทีเรียแตกต่างกันของ extremophiles กลุ่ม Thermus Deinococcus การวิเคราะห์แผนภูมิ phylogenetic พร้อมกับรหัสของ synapomorphies หลายระหว่าง Thermus และ Deinococcus สนับสนุนสมมติฐานที่ว่า มันเป็นกลุ่มโบราณกับ affinities ไม่ชัดเจนของเชื้ออื่นรู้จักแบคทีเรียชาติ คุณสมบัติที่โดดเด่นของกลุ่ม Deinococcus และคุณลักษณะที่ใช้ร่วมกับแบคทีเรียอื่น ๆ free-living ถูกเปิดเผย โดยเปรียบเทียบของ proteome การรวบรวมกลุ่มของกลุ่ม orthologous ของโปรตีน วิเคราะห์ของ paralogs ใน Deinococcus ได้เปิดเผยเฉพาะโปรตีนหลายครอบครัว นอกจากนี้ ขยายเฉพาะของหลายครอบครัวอื่น ๆ รวมถึง phosphatases, proteases acyltransferases และ Nudix pyrophosphohydrolases แฟมิลี่ถูกตรวจพบ ยีนที่มีผลต่อการซ่อมแซม และ recombination และความเครียดการตอบรับดีเอ็นเออาจ ถูกตรวจสอบในรายละเอียด โปรตีนบางอย่างจะมีการโอนย้ายในแนวนอนจาก eukaryotes และไม่มีอยู่ในแบคทีเรียอื่น ๆ ตัวอย่าง homologous desiccation ต้านทานโปรตีนพืชโปรตีนสามระบุ และเหล่านี้เป็นที่น่าสนใจอย่างยิ่งเนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทาน desiccation และรังสี เมื่อเทียบกับแบคทีเรียอื่น ๆ เป็นอุดมไปจีโนม D. radiodurans ในลำดับซ้ำ ได้แก่ transposons เหมือน IS และทำซ้ำ intergenic ขนาดเล็ก ในชุด ข้อสังเกตเหล่านี้แนะนำว่า กลไกชีวภาพแตกต่างกันหลายร่วมฟีขึ้นอยู่กับการซ่อมแซมดีเอ็นเอหลายของสิ่งมีชีวิตนี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แบคทีเรียที่ radiodurans deinococcus แสดงการต่อต้านที่โดดเด่นในช่วงของความเสียหายที่เกิดจากรังสี ionizing ผึ่งให้แห้งรังสี UV agent ตัวเติมออกซิเจนและ mutagens electrophilic D . radiodurans เป็นที่รู้จักกันดีในการต่อต้านการแผ่รังสีของ Extreme ionizing ไม่เพียงอย่างเดียวเท่านั้นที่สามารถจะขยายตัวได้อย่างต่อเนื่องในการมีอยู่ของรังสีเรื้อรัง( 6 kilorads / h )แต่นอกจากนั้นยังสามารถอยู่รอดได้และรุนแรงการแผ่รังสีแกมมาเกิน 1 , 500 kilorads โดยไม่ตายหรืออยู่ระหว่างคือมันก่อขึ้น คุณลักษณะเหล่านี้เป็นแรงผลักดันให้สำหรับการจัดลำดับยีนของ radiodurans D .และการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในการใช้งานของตนสำหรับ bioremediation ของขยะกัมมันตรังสีแน่นอน ถึงแม้ว่าจะเป็นที่ทราบกันดีว่าการต่อต้านหลาย phenotypes เหล่านี้ก้านออกจากกระบวนการซ่อมแซมดีเอ็นเออย่างมี ประสิทธิภาพกลไกที่ความสามารถในการซ่อมแซมพิเศษเหล่านี้ยังคงอยู่ได้ไม่ดีนักทำความเข้าใจ ในงานนี้เราจะมีการวิเคราะห์ตามลำดับความได้เปรียบเชิงเปรียบเทียบที่หลากหลายของ deinococcus ที่ยีน deinococcus เป็นตัวแทนเป็นครั้งแรกที่มียีนอย่างสมบรูณ์แบบอักษรเรียงลำดับ\จากพันธุ์เกิดจากเชื้อแบคทีเรียที่โดดเด่นของ extremophiles กลุ่ม thermus-deinococcus ที่ การวิเคราะห์ทรี phylogeneticเมื่อใช้งานร่วมกับการระบุตัวตนของ synapomorphies หลายแห่งระหว่าง thermus deinococcus และสนับสนุนสมมุติฐานที่ว่าเป็นกลุ่มแบบเก่าแก่พร้อมด้วยไม่มี affinities ชัดเจนหากรากฐานเกิดจากเชื้อแบคทีเรียที่มีชื่อเสียงอื่นๆได้โดดเด่นไปด้วยที่มีความโดดเด่นที่ deinococcus ยีนที่โดดเด่นไปด้วยบริการร่วมกับแบคทีเรียแบบไม่เสียค่าบริการ - มีชีวิตอย่างอื่นก็เปิดเผยโดยการเปรียบเทียบของ proteome ของคอลเลคชั่นของคลัสเตอร์ของกลุ่ม orthologous ของโปรตีน การวิเคราะห์ของ paralogs ใน deinococcus เปิดเผยว่าครอบครัวมีโปรตีนที่โดดเด่นจำนวนมาก ในการเพิ่มการขยายเฉพาะของครอบครัวอื่นๆที่หลากหลายรวมถึง phosphatases proteasespyrophosphohydrolases ครอบครัว nudix acyltransferases และถูกตรวจพบ ยีนที่ทำให้เกิดผลกระทบต่อ recombination และการซ่อมแซมดีเอ็นเอและความเครียดการตอบกลับเป็นการสอบสวนในรายละเอียด โปรตีนบางอย่างปรากฏอยู่ในแนวนอนเพื่อได้รับการโอนจาก eukaryotes และไม่ได้อยู่ในแบคทีเรียชนิดอื่นๆ ตัวอย่างเช่นสามโปรตีนซึ่งมีตำแหน่งอย่างเดียวกันกับโรงงานผลิตโปรตีนการต่อต้านผึ่งให้แห้งได้รับการระบุว่าและเหล่านี้มีความเหมาะสมอย่างเป็นพิเศษที่น่าสนใจอย่างมากเพราะมีความสัมพันธ์กันระหว่างการต่อต้านรังสีและผึ่งให้แห้ง เมื่อเทียบกับเชื้อแบคทีเรียอื่นๆยีน radiodurans D .ที่มีความมั่งคั่งในลำดับซ้ำๆคือเป็นเหมือน transposons และขนาดเล็ก intergenic :เล่นซ้ำ ในการรวมกันการสังเกตการณ์เหล่านี้ขอแนะนำให้ว่ากลไกทางชีววิทยาที่แตกต่างและหลากหลายมีส่วนช่วยในการซ่อมแซมดีเอ็นเอหลายแบบขึ้นอยู่กับ phenotypes ที่เป็นการกระทำนี้