引言

适应性是任何物种生存的根本。在复杂的微环境中，细菌会面临许多压力，包括营养和生态位竞争、氧化和氮化压力或抗生素。为了克服这些挑战，细菌可能会激活特定的应答程序，这些程序通过改变转录或翻译的表达模式来促进其在这些条件下的生存。此外，细菌子细胞可能会获得基因突变，如单核苷酸变异或基因插入或缺失。这些基因的改变可能在适当的环境下促进细菌的生存。然而，除了突变和插入或缺失，细菌中已知的引入基因变异的机制较少，其中包括可替代的翻译起始位点或终止子，滑动链错配，在较大蛋白质中编码小蛋白或微蛋白以及多样性生成逆转录元件等。

来自单个细菌的细菌群体并非严格的克隆体，通常包含具有不同表型的亚群。细菌可以通过相变这种预编程的可逆机制，在群体中改变基因表达水平，从而产生异质性。一种被广泛研究的相变类型涉及酶介导的基因组DNA特定区域的倒位（intragenic invertons）。这些DNA倒位经常会翻转启动子的方向，进而打开或关闭相邻编码区域的转录。通过这种机制，倒位可以影响适应性、生存或群体动态。

近日，来自斯坦福大学的Ami S. Bhatt 团队在Nature 上发表题为Intragenic DNA inversions expand bacterial coding capacity 的文章。研究通过新开发的计算工具PhaVa，在细菌和古菌基因组中发现了372个基因内倒位。这些倒位使基因通过翻转编码区域内的DNA序列，能够编码多个蛋白质变体，从而增加了细菌的编码能力，而不增加基因组大小。其中作者特别关注了thiC基因。