Репликация и активное распределение интегративных и конъюгативных элементов (ICE) семейства SXT/R391: граница между ICE и конъюгативными плазмидами становится всё тоньше

Интегративные и конъюгативные элементы (ICE) семейства SXT/R391 распространяют множественную лекарственную устойчивость среди патогенных гаммапротеобактерий, таких как Vibrio cholerae. ICE SXT/R391 представляют собой мобильные генетические элементы, локализованные в хромосоме хозяина и способные впоследствии самостоятельно передаваться другим бактериям посредством конъюгации. Конъюгативный перенос ICE SXT/R391 включает транзиторную внехромосомную кольцевую плазмидоподобную форму, которая, как предполагается, служит субстратом для транслокации одноцепочечной ДНК в клетку-реципиент через конъюгативную пору. Считается, что эта плазмидоподобная форма не реплицируется и поэтому должна быть крайне нестабильной. В настоящей работе мы показываем, что ICE R391 бактерии Providencia rettgeri не утрачивается при делении клеток. Мы исследовали генетические детерминанты, обеспечивающие стабильность R391. Во-первых, мы установили, что токсин-антитоксиновая система, подобная hipAB, повышает стабильность R391, поскольку её делеция приводила к десятикратному увеличению утраты R391. Поскольку hipAB не является консервативной особенностью ICE SXT/R391, мы искали альтернативные консервативные механизмы стабилизации. Мы обнаружили, что сама конъюгация не стабилизирует R391: делеция traG, устраняющая конъюгативный перенос, не влияла на частоту утраты. Однако делеция либо гена traI, кодирующего релаксазу, либо начала переноса (oriT) приводила к резкому увеличению утраты R391, коррелировавшему со снижением числа копий его плазмидоподобной формы. Это наблюдение указывает на то, что репликация, инициируемая TraI в oriT, необходима не только для конъюгативного переноса, но и для стабилизации ICE SXT/R391. Наконец, мы выявили консервативный локус srpMRC, кодирующий два белка, отдалённо родственных системе распределения parMRC плазмиды R1 II типа (АТФаза актинового типа). Анализы стабилизации R391 и плазмид показали, что srpMRC активен и способствует снижению утраты R391. Хотя системы распределения обычно стабилизируют плазмиды с низким числом копий, srpMRC является первой описанной системой, стабилизирующей...