《表1.确定核苷酸序列的tdh基因[9]》

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《副溶血性弧菌耐热性直接溶血素(TDH)的研究进展》

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除了在副溶血性弧菌中存在tdh基因外，在其他弧菌属中也发现了tdh基因[6–8]。用tdh基因探针检测发现，所有的霍利斯弧菌（V.hollisae）均含有tdh基因（命名为Vh-tdh）；从临床上分离的部分非O1型霍乱弧菌（V.cholerae non-O1）和拟态弧菌（Vibrio mimicus）也携带tdh基因（分别命名为NAG-tdh和Vm-tdh）。通过克隆tdh基因并测序后发现，这3种弧菌的tdh基因和副溶血性弧菌的tdh基因有着非常高的同源性，与tdh2（副溶血性弧菌tdh基因中的一种）的核苷酸序列相似度分别为93.3%、98.6%、97.0%[9]（表1）。此外，非O1型霍乱弧菌所携带的NAG-tdh和副溶血性弧菌AQ3776所携带的tdh4（副溶血性弧菌tdh基因中的一种）都位于质粒上，两者的tdh基因核苷酸序列相似度为100%[6]，并且在这两种菌株中，携带tdh基因的质粒整体上也有高度同源性。这些结果证明，质粒可介导tdh基因在副溶血性弧菌和霍乱弧菌之间进行转移传播[6]。但是，临床分离的副溶血性弧菌基本上都携带tdh基因，而临床分离的非O1型霍乱弧菌却极少携带tdh基因，所以更倾向于推测tdh基因最初是通过副溶血性弧菌由质粒作为载体转移到非O1型霍乱弧菌当中的。一般情况下，副溶血性弧菌tdh基因位于其2号染色体上的致病岛区域[10]（图1），致病岛的获取与水平基因转移或噬菌体有关[11]。因此tdh基因可能通过质粒与染色体在弧菌属之间进行转移传播。在各弧菌属中，tdh基因的侧翼是类插入序列（insertion sequence in vibrios，ISVs）或源自ISVs基因重排的相关序列[12]。ISVs的核苷酸序列与插入序列（insertion sequence，IS）家族中的IS903相似，具有与IS903高度同源的18 bp末端反向重复序列。IS903编码的转座酶具有转座活性，但ISVs编码的转座酶却没有活性。因此，ISVs无法促使tdh基因在弧菌属中进行转移，tdh基因在副溶血性弧菌的染色体上是稳定存在的[12]。有人据此提出如下关于副溶血性弧菌tdh基因起源的假说[9，12]:ISVs序列的G+C含量（43.7%–46.6%）接近弧菌属基因组的平均G+C含量（46.0%–49.0%），但tdh基因的G+C含量（31.5%–33.7%）却明显比前两者要低。ISVs在过去的某个时期可能具有转座活性，通过转座将tdh基因在不同菌种之间进行转移，质粒可能是不同菌种之间tdh基因转移的载体。通过这种机制，tdh基因首先从带有tdh基因的非弧菌菌株转移到弧菌中，然后在不同弧菌之间进行转移。经过了长期的进化，ISVs序列发生了很大的变异，失去了转座活性。另外一个可能的机制是转导，但目前尚没有证据表明噬菌体参与了tdh基因的转移。大多数ISV转座酶基因序列是由于碱基的改变和缺失而发生了改变，在拟态弧菌中发现的一个ISV-M5.2则包含可能编码活性转座酶的开放阅读框（open reading frame，ORF），但未能检测到该转座酶的活性。这些结果表明，引入到弧菌中的tdh基因可能已经在其染色体上固定，而tdh基因两侧对活性的ISVs缺乏选择性压力，这使得这些ISVs容易多样化和缺失，同时tdh基因编码序列变得不易转移与传播。