通过基因组岛分析揭示嗜热链球菌中的新型噬菌体防御系统

细菌编码多种多样的抗病毒防御系统，但产生这些免疫创新的进化储库仍未得到充分界定。尽管基因组环境分析一直是发现防御系统的重要手段，基因组岛（genomic islands，GIs）作为新型细菌免疫系统来源，尚未得到系统性探索。基因组岛是富集防御基因及功能未知蛋白的可变染色体区域。本文通过对嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）开展比较基因组学分析，鉴定出30个与防御相关的基因组岛，这些基因组岛表现出广泛的附属基因多样性。对其中3个基因组岛中的候选基因座进行研究，发现了15种此前尚未表征的抗病毒系统，其中10种具有新颖的结构或特征，揭示了即使是少量基因组岛也蕴含着巨大的潜力。若干系统并未位于已知防御基因附近，这表明基于基因组岛的发现策略可作为传统“基于关联推断”方法的补充，从而揭示那些原本可能无法被发现的系统。总体而言，我们的研究确立了基因组岛作为抗病毒创新储库的地位，并为揭示细菌免疫系统的多样性提供了一个框架。

细菌编码着多种多样的抗病毒防御系统，但产生这种免疫创新的进化储备仍未得到充分阐明。尽管基因组背景分析在防御系统的发现中发挥了重要作用，但基因组岛（genomic islands，GIs）作为新型细菌免疫系统来源尚未得到系统性探索。基因组岛是富集防御基因和功能未知蛋白的可变染色体区域。本文通过对嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）开展比较基因组学分析，鉴定出30个与防御相关的基因组岛，这些基因组岛表现出广泛的附属基因多样性。对其中3个基因组岛中的候选基因座进行研究，发现了15个此前尚未表征的抗病毒系统，其中10个具有新颖的结构或特征，揭示了即使是少量基因组岛也蕴含着巨大的潜力。若干系统并不位于已知防御基因附近，这表明基于基因组岛的发现策略能够补充传统的基于“关联推断”的方法，从而揭示原本可能无法被检测到的系统。综上，我们的研究确立了基因组岛作为抗病毒创新的储备库，并为发掘细菌免疫系统的多样性提供了一个框架。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.04.756616v1?rss=1

🏷️ 基因组岛 噬菌体防御系统 嗜热链球菌 比较基因组学 细菌抗病毒免疫