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硫化叶菌是一种广泛分布的嗜酸热古菌,最适生长温度约为80℃,最适生长pH约为3。硫化叶菌含有许多病毒和质粒,我们从硫磺矿硫化叶菌P2菌株中分离到一个新的染色体外遗传因子pSSVi。pSSVi为5740-bp的环状双链DNA,含八个ORF,ORF的排列方式类似于pRN家族质粒。除了CopG,pSSVi编码的蛋白与pRN家族的同源蛋白的相似性较低。pSSVi的复制蛋白RepA与研究较多的pRNl的RepA存在很大区别,前者是一个解旋酶,而后者除了具有解旋酶活性,还具有引发酶和聚合酶活性。pSSVi不含在已知pRN家族中保守的蛋白PlrA。此外,pSSVi编码一个SSV型整合酶,推测其功能是将pSSVi整合到宿主的基因组中。pSSVi和硫化叶菌SSV病毒在宿主体内发生复杂的相互作用,pSSVi可以在SSV的帮助下包装为病毒颗粒并在细胞间传播,而SSV的拷贝数则由于pSSVi的存在提高了数倍。追踪pSSVi的来源时发现,它原本是以整合状态存在于某些硫磺矿硫化叶菌P2菌株中。由于SSV的引入,pSSVi得以从基因组中逃逸下来。总之,pSSVi是一个质粒,但同时具备卫星病毒的特点。pSSVi的获得为构建新型遗传操作体系创造了条件,同时也为研究病毒与宿主,病毒与卫星病毒的相互作用奠定了基础。
论文第二部分工作是关于SSV1的复制起始机制研究。SSV1分离自芝田硫化叶菌,大小为15465bp。根据GC-skew和Z-curve分析的结果,预测SSV1的复制起点位于病毒基因组的5-6kb区域,这一区域含有许多重复序列以及在古菌复制起点中保守的UCM(uncharacterized motif)序列。运用中性/中性双向琼脂糖凝胶电泳和电镜技术研究了SSVl DNA复制中间体,发现SSV1采用theta复制模式,复制起点位于病毒基因组的5-6kb区域。采用复制起始位点定位方法(RIPmapping,replication initiation point)进一步确定了SSV1的复制起始位点。这是古菌中第一个得到实验验证的theta型复制病毒,这一工作为构建新型硫化叶菌遗传操作体系的建立提供了基础。