Сложная эволюция интеграз бета-симбиозных островов Bradyrhizobium

Одним из примечательных открытий в бактериальной геномике являются геномные острова. У азотфиксирующих бактерий, образующих узелки в бобовых, а именно у Bradyrhizobium и Mesorhizobium, существуют симбиозные острова, содержащие гены, отвечающие за нодуляцию, азотфиксaцию, специфичность хозяина, а также интегразы, необходимые для перемещения геномных островов. Однако симбиозные острова передаются между родственными бактериями лишь в некоторых случаях. Симбиозные острова характеризуются пониженным содержанием GC. Структурный анализ белка интегразы из симбиозного острова штамма Bradyrhizobium, выделенного из бобового дерева Inga vera, был выполнен с помощью AlphaFold и показал её способность связываться с ДНК. В настоящей работе представлен филогенетический анализ интеграз брадиризобий. Наш анализ показал, что интегразы Bradyrhizobium являются базальными по отношению к интегразам гаммапротеобактерий, что позволяет предположить их более раннее возникновение. Одиночный ген интегразы был обнаружен как у альфа-, так и у гаммапротеобактерий, и мы установили, что он соответствует фаговой интегразе. В некоторых случаях мы обнаружили филогенетические сходства интеграз даже у несвязанных, не нодулирующих бактерий, что указывает на горизонтальное перенесение генов. В других случаях гены интеграз являются псевдогенами и не обеспечивают мобильности. Кроме того, интегразы могут не совпадать со специфичностью растений. Симбиозные острова могут представлять собой мегайнтегроны или суперинтегроны, выступающие в роли коллектора генов, включая интегразы.