إعادة التركيب المتماثل في سولفولوبس أسيدوكالدارياس: اختبارات جينية وخصائص وظيفية

من المتوقع أن تلعب إعادة التركيب المتماثل (HR) أدوارًا مهمة في البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة في العتيقات، لكن، حتى الآن، تم قياس عدد قليل من الخصائص الوظيفية لإعادة التركيب المتماثل في العتيقات في vivo. في السولفولوبس أسيدوكالدارياس، تتيح آلية نقل الحمض النووي عن طريق الاقتران تحليلًا كميًا لإعادة التركيب المتماثل بين العلامات الكروموسومية. أشارت الدراسات المبكرة لهذا النظام إلى حدوث إعادة التركيب المتماثل بشكل متكرر بين الطفرات القريبة المتموقعين داخل جين pyrE، وقد تم دعم هذه النتيجة لاحقًا بواسطة تحليلات متنوعة تتضمن طفرات محددة وحذف. تشير هذه الخصائص لإعادة التركيب المتماثل داخل الجينات إلى آلية غير تبادلية يتم فيها إدماج تسلسلات المتبرع في جينوم المستلم كأجزاء قصيرة. نظرًا لأن تجزئة الحمض النووي للمتبرع أثناء النقل من خلية إلى أخرى لا يمكن استبعادها من المساهمة في هذه النتيجة، فقد ركزت التحليلات اللاحقة على النفاذ الكهربائي لحمض نووي مختار من المتبرع مباشرة إلى سلالات المستلم. على سبيل المثال، وُجد أن S. acidocaldarius يدمج الحمض النووي أحادي السلسلة الاصطناعي (ssDNA) الذي يزيد عن حوالي 20 نوكليوتيد بسهولة في جينومه. فيما يتعلق بخصائص جزيئية مختلفة لمواد ssDNA، كانت العملية تشبه عملية "إعادة التركيب" التي تتم بواسطة العاثية لامدا ريد في الإشريكية القولونية. استخدم نهج آخر النفاذ الكهربائي لجين pyrE متعدد العلامات لقياس قطع تسلسل المتبرع التي تم نقلها إلى جينوم المستلم في أحداث إعادة تكوين فردية. تشير النتائج الأولية إلى وجود قطع غير مستمرة متعددة في غالبية النسلات، تمثل توزيعًا واسعًا نسبيًا لطول القطع. تشير هذه النمطية إلى أن خصائص عملية إعادة التركيب المتماثل يمكن، من حيث المبدأ، أن تفسر العديد من الغرائب الظاهرة لإعادة التركيب داخل الجينات التي بدأت بالتزاوج في S. acidocaldarius.