中國科學院南海海洋研究所研究員王曉雪團隊發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶通過重編輯溫和噬菌體的基因組賦予其超感染能力，而具有超感染能力的噬菌體在生物膜中能夠?qū)崿F(xiàn)快速增殖。10月20日，相關(guān)研究成果以A reverse transcriptase controls prophage genome reduction to promote phage dissemination in Pseudomonas aeruginosa biofilms為題，在線發(fā)表在《細胞報告》（Cell Reports）上。在生物界的漫長進化歷程中，逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)改變了人們對遺傳信息傳遞方式的認識。在較多真核生物中，端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶通過逆轉(zhuǎn)錄將端粒DNA加至真核細胞染色體末端，填補DNA復制損失的端粒，以保護基因組的完整性。在逆轉(zhuǎn)錄病毒（RNA病毒）中，逆轉(zhuǎn)錄酶將病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄合成雙鏈DNA，而雙鏈DNA被整合酶整合至宿主細胞染色體DNA上進而形成前病毒，并可隨宿主細胞分裂傳遞給子代細胞。該團隊發(fā)現(xiàn)單鏈DNA病毒-絲狀噬菌體的基因組攜帶逆轉(zhuǎn)錄酶；解析生物膜形成中的絲狀噬菌體“釋放-再次侵染”過程發(fā)現(xiàn)，該逆轉(zhuǎn)錄酶負責合成了一個精簡的絲狀噬菌體基因組，并舍棄了約1/3的基因組。這一重編輯的噬菌體基因組保留了噬菌體組裝的必需基因，并截獲了激活因子上游ncRNA的強啟動子以確保噬菌體激活因子及其下游基因的高表達。同時，重編輯的噬菌體基因組丟掉了免疫調(diào)控區(qū)，具有超感染能力。在生物膜形成過程中，重編輯的噬菌體能夠取代一部分宿主菌中的溫和噬菌體，成為不斷產(chǎn)生超感染噬菌體的超級宿主菌。超級宿主菌不僅能夠大量產(chǎn)生超感染性噬菌體，而且表現(xiàn)出對超感染性噬菌體的抵抗能力，進而維持生物膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及生物膜中噬菌體與宿主菌比例的平衡。研究證實，添加逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑能夠抑制生物膜中超感染噬菌體的產(chǎn)生。上述成果拓展了科研人員對噬菌體生物學特征以及生物膜中噬菌體與宿主菌復雜互作的微觀認識。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術(shù)部及廣東省的支持。逆轉(zhuǎn)錄酶控制超感染噬菌體Pf4的產(chǎn)生及其在生物膜中擴散模式圖。RF Pf4：復制型Pf4； SI Pf4：超感染Pf4。