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whi基因及其在分枝杆菌中特点和功能

结核病与胸部肿瘤2006年第2期

综述?

whi基因及其在分枝杆菌中特点和功能

北京市结核病胸部肿瘤研究所

孙照刚李传友

1whi基因的种类和功能简介

链霉菌的孢子一般为灰色的,通常将形成

白色孢子的相关突变基因命名为whi基因田.

Hopwood等人f11是较早研究whi基因的.通过

对5O种链霉菌白色孢子突变体进行相应的

序列及图谱结果分析.研究者通常将这些显

白色孢子的基因突变分为八类:分别为

whiA,whiB,whiD,whiE,whiG,whiH,whiI和

whiJ~1.最近又通过亚硝基胍(NTG)诱导产

生的whi突变子中发现了五个新基因:

whiK,whiL,whiM,whiN,whiO[41.在链霉菌

中,除whiC基因由于仅存的coelicolorA3(2)

链霉菌突变类型丢失和whiF与whiG为等

位基因外,其余目前所知的l3个coelicolor

A3(21链霉菌白色菌落突变类型所对应基因

都已基本了解清楚p删,其中whiA,whiB,

whig,whiH,whiI和whiJ为早期基因.这些突

变主要影响孢子产生过程中隔膜的形成∞珊

9,1Ol

.放线菌科中,隔膜主要用来分隔菌丝成为

小室从而形成孢子.各基因除了能够影响菌

落的颜色外.它们之间还具有各自的特点和

功能.whi基因的这些分类仅仅是依据对孢

子的影响形式来区分的.但是各类whi基因

的作用不仅仅只是参与对孢子形成的作用,

还有更多更复杂的作用有待进一步探索.

2whi基因在不同类细菌中的分布

在目前已发现具有whi基因的细菌中,

各种whi基因存在的种类有明显的差别.除

链霉菌存在whi基因~b[231,存在whi同源基

因的细菌还有Arthrobacterium,Bifidobac.

terium,博德特氏菌(Bordetela),梭菌

l37

(Clostridium),棒状杆菌(Corynebacterium),弗

兰克氏菌(Frankia),Kineococcus,Leifsonia,

分枝杆菌(Mycobacterium1,Noeardioides,

Pirellula,丙酸菌(Propionibacterium),红色球

菌(Rhodococcus),Rhodopirellula,Thermobi—

fida,Tropheryma.目前所知道的存在whi基

因的各菌类以及各菌种对应的whi基因的种

类见表l.

从表l可以看出,到目前为止,在

Arthrobacterium,Bifidobactefium,Bordetela,

ClostridiumNocardioidesPirellula1

Rhodococcus,Rhodopirellula和Thermobifida

仅存在一种whi基因,但是由于其中许多菌类

的基因组序列尚未完全测定,不排除将发现更

多whi基因的可能.链霉菌研究的最多,因而

其所发现的whi基因的种类也就最多.有l3

种,并且whiH,whi!,whiJ和whiK为其独有.在

目前发现的l3类whi基因中,whiB基因在上

表中的多数菌类中都存在.因此对whiB基因

进行充分的分析具有更重要的意义.

3分枝杆菌中whi基因的特点及功能

虽然在链霉菌中发现了l3种whi基因,

但是对牛型和人结核菌基因组的测序结果发

现whi在分枝杆菌中的存在数目却相对较少.

目前已发现分枝杆菌属中存在的whi基因有

whiA,whiB和whiD基因.分枝杆菌属中的

whiA和whiD基因虽然已被发现.但是目前对

两者的研究资料更少,其特点和功能有待进

一

步研究.目前研究较多的是whiB家族.

对于whiD基因.目前仅在麻风杆菌中

发现存在多个whiD相关蛋白…1,其它分枝杆

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表1

Arthrobacterium,/

Bitidobaeterium,/

Bordetela,/

cl0stridium,/

Corynebacterium

Frankia,/,/

Kineococcus,/

k0nia,/

Mycobtwterium

Nocardioides,/

Pirellu1a,/

l~opionibacterium,/

Rhodococ~us

Rhodopirellula,/

Strepto