Di truyền học của sinh tổng hợp lipopolysaccharide ở vi khuẩn ruột

Từ góc độ lịch sử, việc nghiên cứu cả sinh hóa và di truyền học của quá trình tổng hợp lipopolysaccharide (LPS) bắt đầu với các vi khuẩn đường ruột. Các sinh vật này lại đã trở thành tâm điểm khi các khối gen liên quan đến việc tổng hợp LPS đã được giải mã và phân tích. Nhiều gen mới và không lường trước được đã được tìm thấy trong các cụm gen này, cho thấy sự phức tạp của các con đường sinh hóa mà không được dự đoán từ các nghiên cứu trước đó. Một trong những lĩnh vực nghiên cứu LPS ấn tượng nhất là việc làm sáng tỏ con đường tổng hợp lipid A. Bốn trong số các gen này đã được xác định và giải mã, và ba trong số đó nằm trong một operon phức tạp, cũng chứa các gen liên quan đến tổng hợp DNA và phospholipid. Cụm gen rfa, chứa nhiều gen cho tổng hợp lõi LPS, bao gồm ít nhất 17 gen. Một trong những phát hiện đáng chú ý trong cụm này là một nhóm một số gen dường như tham gia vào quá trình tổng hợp các loài lõi thô thay thế mà được chỉnh sửa để không thể trở thành các bộ tiếp nhận cho polysaccharid đặc hiệu O. Các cụm gen rfb mã hóa tổng hợp kháng nguyên O đã được giải mã từ một số kiểu huyết thanh và thể hiện sự đa hình di truyền như đã được dự đoán dựa trên sự phức tạp hóa học của các kháng nguyên O. Các cụm này dường như đã phát sinh thông qua việc trao đổi các khối gen giữa các sinh vật tổ tiên. Giữa một số lượng lớn các gen LPS hiện đã được giải mã từ các cụm rfa và rfb này, không có gen nào mã hóa cho các protein dường như được bài tiết qua màng tế bào và thật ngạc nhiên là chỉ có rất ít protein mã hóa cho protein màng tích cực hoặc các protein có miền kỵ nước lớn. Những dữ liệu này, cùng với so sánh chuỗi gen và các thí nghiệm bổ sung giữa các dòng và loài, gợi ý rằng các enzyme sinh tổng hợp LPS có thể được tổ chức thành các cụm trên bề mặt bên trong của màng tế bào chất được sắp xếp xung quanh một số protein màng chủ chốt.