Токсин-антитоксиновая система способствует поддержанию интегративного конъюгативного элемента

SXT представляет собой интегративный и конъюгативный элемент (ICE), придающий устойчивость к нескольким антибиотикам многим клиническим изолятам Vibrio cholerae. В большинстве клеток этот элемент размером приблизительно 100 кб интегрирован в геном хозяина сайт-специфическим образом; однако SXT может вырезаться с образованием внехромосомного кольца, которое, как предполагается, служит субстратом для конъюгативной передачи. Дочерние клетки, лишённые SXT, теоретически могут возникать, если деление клетки происходит до повторной интеграции элемента. Несмотря на то что приблизительно 2% клеток, несущих SXT, содержат вырезанную форму ICE, клетки, утратившие этот элемент, обнаружить не удавалось. В настоящей работе с использованием системы позитивной селекции утрата SXT была выявлена крайне редко — с частотой приблизительно 1 × 10−7. Как и ожидалось, для утраты, по-видимому, необходимо вырезание элемента, а факторы, влияющие на частоту вырезания, изменяли и частоту утраты SXT. Мы просканировали весь геном SXT размером 100 кб и выявили два гена внутри SXT, получившие обозначения mosA и mosT (от maintenance of SXT antitoxin and toxin — поддержание антитоксина и токсина SXT), которые обеспечивают стабильность SXT. Эти два гена, не имеющие сходства с ранее охарактеризованными генами, кодируют новую пару токсин–антитоксин; экспрессия mosT резко подавляла рост клеток, тогда как экспрессия mosA ослабляла токсичность MosT. Факторы, способствующие вырезанию SXT, повышают экспрессию mosAT. Таким образом, когда элемент находится вне хромосомы и подвержен утрате, SXT активирует токсин-антитоксиновый модуль, сводя к минимуму образование клеток, свободных от SXT.