Multicopy suppressor screens reveal convergent evolution of single-gene lysis proteins.
Multicopy suppressor screens reveal convergent evolution of single-gene lysis proteins.
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DOI：
10.1038/s41589-023-01269-7
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发表时间：
2023-06
影响因子：
14.8
通讯作者：
Arkin, Adam P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Adler, Benjamin A.;Chamakura, Karthik;Carion, Heloise;Krog, Jonathan;Deutschbauer, Adam M.;Young, Ry;Mutalik, Vivek K.;Arkin, Adam P.
单股RNA（ssRNA）病毒科病毒（Fiersviridae）通过诱导自溶的单基因产物（sgl，用于单基因裂解;产物Sgl）引起宿主裂解。已经发现了许多不同的Sgls，但只有少数的分子靶标已经被鉴定。在这项研究中，我们使用高通量遗传筛选来揭示不同Sgls的全基因组宿主抑制因子。除了验证已知的分子机制之外，我们还发现，铜绿假单胞菌的ssRNA噬菌体PP 7的Sgl靶向MurJ，MurJ是负责脂质II输出的翻转酶，先前被证明是大肠杆菌噬菌体M的Sgl的靶标。这两个Sgls，这是不相关的，并预测有相反的膜拓扑结构，因此代表了收敛进化的情况。我们将遗传筛选扩展到其他未表征的Sgls，并发现了一组共同的多拷贝抑制子，这表明这些Sgls通过相同或相似的机制起作用。与其中多个基因参与程序化宿主裂解的dsDNA双链体病毒不同，杆状病毒科的ssRNA双链体病毒仅需要单个基因。在这里，不同的单基因裂解系统的全基因组宿主抑制基因被确定使用高通量遗传筛选。
Single-strand RNA (ssRNA) Fiersviridae phages cause host lysis with a product of single gene (sgl for single-gene lysis; product Sgl) that induces autolysis. Many different Sgls have been discovered, but the molecular targets of only a few have been identified. In this study, we used a high-throughput genetic screen to uncover genome-wide host suppressors of diverse Sgls. In addition to validating known molecular mechanisms, we discovered that the Sgl of PP7, an ssRNA phage of Pseudomonas aeruginosa, targets MurJ, the flippase responsible for lipid II export, previously shown to be the target of the Sgl of coliphage M. These two Sgls, which are unrelated and predicted to have opposite membrane topology, thus represent a case of convergent evolution. We extended the genetic screens to other uncharacterized Sgls and uncovered a common set of multicopy suppressors, suggesting that these Sgls act by the same or similar mechanism. In contrast to dsDNA phages where multiple genes are involved in programmed host lysis, ssRNA Fiersviridae phages require only a single gene. Here, genome-wide host suppressors of diverse single-gene lysis systems are identified using a high-throughput genetic screen.
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