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外膜蛋白 W（OmpW）家族由一类次要孔蛋白组成，对革兰氏阴性菌适应环境及与宿主相互作用至关重要。然而，ompW 通常被视为普遍存在的单拷贝基因，这掩盖了其真实的演化复杂性。通过对数千个参考基因组开展全面的系统发育分析，我们发现，近半数革兰氏阴性菌谱系中存在 ompW；其分布呈斑块状，并受出生—死亡演化模型支配，伴随反复发生的基因重复和水平转移。值得注意的是，拷贝数扩增集中于与真核宿主相关的谱系，表明旁系同源基因的积累与生态位适应有关。在鲍曼不动杆菌中的实验验证发现了四个位点：尽管序列存在差异，其结构仍高度保守，但功能已显著分化，涵盖从维持基础生理功能到调控宿主定植及体内外持续存留等多种作用。这些发现推翻了单拷贝范式，表明基因家族的广泛扩增及旁系同源基因的多样化，推动了细菌定植于严酷宿主环境所需的表型可塑性。
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细菌 ompW 基因家族的进化扩增使其在宿主适应过程中实现功能多样化
Alejandro Rubio、Antonio Moreno-Rodríguez、Lucía Ceballos-Romero、Andrés Garzón、Juan A. Marqués-Hinojosa、Elisa Luque-Jiménez、María P. Sánchez-Suero、Jerónimo Pachón、María Eugenia Pachón-Ibáñez、Antonio J. Pérez-Pulido
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.09.757860
Alejandro Rubio¹
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外膜蛋白 W（OmpW）家族由小型孔蛋白组成，对革兰氏阴性菌适应环境及与宿主相互作用至关重要。然而，ompW 通常被视为普遍存在的单拷贝基因，这掩盖了其真实的进化复杂性。通过对数千个参考基因组开展全面的系统发育分析，我们发现，ompW 存在于近半数革兰氏阴性菌谱系中，其分布呈斑块状，并受基因出生—死亡进化模型支配，伴有反复发生的基因重复和水平转移。值得注意的是，基因拷贝数的扩增集中于与真核生物宿主相关的谱系，表明旁系同源基因的积累与生态位适应有关。在鲍曼不动杆菌中的实验验证发现了四个不同的基因位点。尽管它们的序列存在差异，其结构仍高度保守，但功能则发生了显著分化，涵盖从维持基础生理功能到调节体外及体内宿主定植与持留等多个方面。这些发现打破了单拷贝基因的传统认知，表明广泛的基因家族扩增和旁系同源基因分化，推动了细菌定植于严苛宿主环境所需的表型可塑性。
利益冲突声明
作者声明不存在任何利益冲突。
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本预印本的版权归作者/资助方所有；作者/资助方已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
该文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议公开。
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发布于 2026 年 10 月 12 日。
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Alejandro Rubio、
Antonio Moreno-Rodríguez、
Lucía Ceballos-Romero、
Andrés Garzón、
Juan A. Marqués-Hinojosa、
Elisa Luque-Jiménez、
María P Sánchez-Suero、
Jerónimo Pachón、
María Eugenia Pachón-Ibáñez、
Antonio J Pérez-Pulido
bioRxiv
2026.10.09.757860；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.09.757860
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宿主适应过程中，细菌 ompW 基因家族的进化扩增促进了功能多样化
Alejandro Rubio、
Antonio Moreno-Rodríguez、
Lucía Ceballos-Romero、
Andrés Garzón、
Juan A. Marqués-Hinojosa、
Elisa Luque-Jiménez、
María P
Sánchez-Suero，Jerónimo Pachón，María Eugenia Pachón-Ibáñez，Antonio J Pérez-Pulido
bioRxiv
2026.10.09.757860；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.09.757860
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关键词：ompW基因家族 · 基因重复与扩张 · 水平基因转移 · 细菌宿主适应 · 旁系同源基因功能分化 · 系统发育分析
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.09.757860v1?rss=1