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噬菌体（phage）是感染细菌的病毒。基因组超过 220 kb 的巨型噬菌体可能具有更强的功能独立性和更高的复杂性。本研究鉴定出一种新型、靶向伯克霍尔德菌的巨型噬菌体 vB_BceM_Matilda（φMatilda）。在将基因组注入宿主细菌之前，φMatilda 会与细菌鞭毛结合；鞭毛的旋转是噬菌体实现有效感染所必需的。φMatilda 的线性双链 DNA 基因组长 267 kb，具有此前未曾描述的三部分结构：两个双向末端元件，长度分别为 1.3 kb 和 25 kb，且各自两侧分别有长度为 1.5 kb 和 18 kb 的独特反向重复序列。这些结构元件分别位于基因组两端。转录组和蛋白质组分析追踪了噬菌体的感染过程，并证实感染期间这些末端元件中的基因会发生转录和翻译。相关巨型噬菌体中存在双向末端序列，这表明三部分基因组结构可能具有保守性并发挥重要功能。本研究首次描述了任何生物中存在的这种基因组结构，拓展了我们对基因组组织方式的认识，并引出了关于巨型噬菌体基因组复制、包装和演化的新问题。
解开伯克霍尔德菌巨型噬菌体 Matilda 利用的成对末端基因组重复序列之谜 | bioRxiv
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解开伯克霍尔德菌巨型噬菌体 Matilda 利用的成对末端基因组重复序列之谜
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Antonia P Sagona
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760668
Jessica M Lewis
1
英国华威大学生命科学学院，CV4 7AL；
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Olivia Burns
1
英国华威大学生命科学学院，CV4 7AL；
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Harry Mogg
1
英国华威大学生命科学学院，CV4 7AL；
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Tanaz Mistry
1
英国华威大学生命科学学院，CV4 7AL；
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Yan-Jiun Lee
2
新英格兰生物实验室，美国，马萨诸塞州 01938；
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Peter Weigele
2
新英格兰生物实验室，美国，马萨诸塞州 01938；
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Eshwar Mahenthiralingam
3
卡迪夫大学生物科学学院，英国，CF10 3AX；
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Yin Chen
4
伯明翰大学生物科学学院，英国，B15 2TT；
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Nichollas E Scott
5
墨尔本大学彼得·多尔蒂感染与免疫研究所，澳大利亚，3000；
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Laura Baxter
6
华威大学生物信息学与数字健康服务中心，英国，CV4 7AL；
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Cristina S Mesquita
6
华威大学生物信息学与数字健康服务中心，英国，CV4 7AL；
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Richard Stark
6
华威大学生物信息学与数字健康服务中心，英国，CV4 7AL；
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Trevor Lithgow
7
莫纳什大学莫纳什生物医学发现研究所感染研究项目及微生物学系，澳大利亚，3800；
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Jeremy J Barr
8
澳大利亚莫纳什大学生物科学学院，邮编 3800
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Antonia P Sagona
1
英国华威大学生命科学学院，邮编 CV4 7AL；
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通信作者：
a.sagona{at}warwick.ac.uk
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摘要
噬菌体是感染细菌的病毒。巨型噬菌体的基因组超过 220 kb，因而能够支持更强的功能独立性和复杂性。本研究鉴定出一种新型、靶向伯克霍尔德菌属的巨型噬菌体 vB_BceM_Matilda（ϕMatilda）。在将基因组注入宿主细菌之前，ϕMatilda 会与细菌鞭毛结合；鞭毛旋转是噬菌体成功完成感染所必需的。其线性 267 kb 双链 DNA 基因组具有此前未曾描述过的三分体结构：两端各含有一个双向末端元件，长度分别为 1.3 kb 和 25 kb，且各自由不同的倒置重复序列侧翼包围，长度分别为 1.5 kb 和 18 kb。这些结构元件分列于基因组两端。转录组学和蛋白质组学分析追踪了噬菌体感染过程，并证实这些末端元件中的基因在感染期间会发生转录和翻译。相关巨型噬菌体中存在双向末端序列，这表明三分体基因组结构可能具有保守性和重要功能。本研究首次描述了任何生物体中的这种基因组结构，拓展了我们对……的认识。
基因组组织方式，并对大型噬菌体基因组的复制、包装和进化提出了新的问题。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已申报的资助信息
生物技术与生物科学研究理事会
，BB/V017217/1
莫纳什—华威大学联盟抗微生物药物耐药性培训计划
国家健康与医学研究委员会
，2016330
，2016330
囊性纤维化信托基金
，CFTP 项目编号 6
版权
本预印本的版权归作者／资助方所有，其已授予 bioRxiv 永久展示本预印本的许可。
本预印本依据
CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议
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发布于 2026 年 10 月 22 日。
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揭开伯克霍尔德菌大型噬菌体 Matilda 所利用的成对末端基因组重复序列之谜
Jessica M Lewis、Olivia Burns、Harry Mogg、Tanaz Mistry、Yan-Jiun Lee、Peter Weigele、Eshwar Mahenthiralingam、Yin Chen、Nichollas E Scott、Laura Baxter、Cristina S Mesquita、Richard Stark、Trevor Lithgow、Jeremy
J
Barr，
Antonia P
Sagona
bioRxiv
2026.10.21.760668；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760668
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揭示伯克霍尔德菌巨型噬菌体 Matilda 所利用的成对末端基因组重复序列的秘密
Jessica M
Lewis
Olivia
Burns
Harry
Mogg
Tanaz
Mistry
Yan-Jiun
Lee
Peter
Weigele
Eshwar
Mahenthiralingam
Yin
Chen
Nichollas E
Scott
Laura
Baxter
Cristina S
Mesquita
Richard
Stark
Trevor
Lithgow
Jeremy J
Barr
Antonia P
Sagona
bioRxiv
2026.10.21.760668；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760668
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关键词：巨型噬菌体 · 伯克霍尔德菌噬菌体 · 基因组末端重复序列 · 噬菌体感染机制 · 基因组结构
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.21.760668v1?rss=1