与人类相比，细菌基因组极为紧凑，缺少大量非编码“垃圾DNA”。例如，大肠杆菌约90%的基因组编码蛋白质，而人类基因组中90%以上为非编码序列。
最新研究发现，这种基因组的紧凑性部分归功于一种名为Rho的古老蛋白。Rho蛋白通过调节基因转录活性，平衡细菌基因表达，并能结合辅助因子沉默外来DNA，维护基因组的整洁和功能稳定。该研究由美国纽约大学医学院Evgeny Nudler团队完成，成果发表于2024年5月16日《科学》（Science）杂志。
研究团队结合基因组学与蛋白质组学技术，利用抗生素双环霉素抑制Rho活性，监测基因表达变化。随后通过微分基因电泳（DIGE）筛选出响应抗生素的蛋白质，并用质谱技术鉴定其身份。
Nudler教授指出：“Rho蛋白广泛存在于细菌中，几乎能终止所有基因内的转录过程。其核心功能是调节转录水平以匹配细菌的翻译需求，防止蛋白质过度表达。”换言之，Rho确保细菌基因组不会因过多蛋白负荷而受损，维持细胞稳态。
论文第一作者Christopher J. Cardinale进一步解释，Rho作为一种进化古老的蛋白，促进细菌基因组的紧凑包装，支持细菌快速生长。由于细菌体积小，携带过多额外DNA不利于生存，Rho通过调控转录帮助基因组高效利用有限空间。
此外，研究发现Rho蛋白与两个辅助因子协同作用，能够沉默大肠杆菌内通过横向基因转移获得的外来DNA。这些外来DNA具有潜在毒性，Rho的沉默作用有助于保护细菌免受有害基因的影响。
虽然目前该发现尚无直接临床应用，但研究团队推测，针对Rho蛋白的抗生素开发可能成为未来抗菌策略的新方向，尤其是在细菌抗药性通过横向转移广泛传播的背景下。
该研究不仅深化了我们对细菌基因组结构和转录调控机制的理解，也为抗菌药物研发提供了新的分子靶点。
（科学网 梅进 编译）
参考文献：
Christopher J. Cardinale, Evgeny Nudler. "Rho and the maintenance of bacterial genome integrity." Science, Vol. 320, no. 5878, pp. 935–938.
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