噬菌体及其裂解酶在食源性致病菌检测和控制中的应用

微生物致病菌引起的食源性疾病在全世界频频发生,对人类健康造成严重危害,尤其是致病菌耐药性的出现使常规治疗陷入困境。噬菌体及其编码的裂解酶的发现及应用,为食源性致病菌的检测及生物防治开辟了新的途径。综述噬菌体及其裂解酶在构建食源性致病菌的快速检测方法和生物防治方面的应用。     

一株新型牛源肺炎克雷伯菌噬菌体的分离鉴定

【背景】肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)是一种广泛分布于环境中的重要致病菌,该菌较高的耐药性致其在养殖业中治疗较为困难。【目的】分离一株裂解性肺炎克雷伯菌噬菌体,对分离株进行生物学特性鉴定和基因组学分析。【方法】使用双层平板法从四川省某奶牛场中分离、纯化出一株裂解性噬菌体,测定其裂解谱、热稳定性、酸碱耐受度、最佳感染复数及一步生长曲线等生物学特性,并进行全基因组的测序及注释分析。【结果】得到一株裂解性肺炎克雷伯菌噬菌体vB_Kpn_B01,该噬菌体拥有透明且无晕环的噬菌斑,热稳定性较高,在极酸或极碱环境下不进行裂解活动,特异性较强,属长尾噬菌体科(Siphoviridae)。vB_Kpn_B01全基因组大小为113 227 bp,GC含量为47.97%。注释结果显示噬菌体拥有149个编码序列和25个tRNAs,不含耐药基因及毒力基因。通过噬菌体的进化树分析发现,该噬菌体为Sugarlandvirus。【结论】vB_Kpn_B01拥有高效的生长特性和对不利环境的低耐受性,拥有裂解宿主菌的必备基因,并不含耐药基因及毒力基因,具有应用于畜牧业中防治多重耐药细菌的潜力。     

肠出血性大肠埃希菌O157:H7噬菌体FEC14和FEC19特性及污染牛肉杀菌潜在应用探究

【背景】肠出血性大肠埃希菌O157:H7是重要的食源性致病菌之一,并且其耐药性越来越严重,寻找裂解性强噬菌体用于防治大肠埃希菌感染具有广阔的应用前景。【目的】从环境中分离鉴定能特异裂解大肠埃希菌O157:H7的噬菌体,通过对生物学特性及裂解细菌功效的探究,为其在食品安全防控中提供理论依据和研究基础。【方法】通过双层平板法分离并纯化噬菌体,透射电镜观察噬菌体形态,测定最佳感染复数、一步生长曲线、pH稳定性、温度稳定性,对噬菌体进行全基因组测序及噬菌体裂解细菌功效。【结果】2株大肠埃希菌O157:H7噬菌体FEC14和FEC19的头部皆呈二十面体立体对称,FEC14头部直径约80nm,尾丝呈星形,FEC19头部直径约58 nm,尾丝呈针形;噬菌体FEC14的最佳感染复数为0.001,潜伏期为15 min,裂解期为65 min,平均暴发量为156 PFU/cell,FEC19的最佳感染复数为0.1,潜伏期为10 min,裂解期为80 min,平均暴发量为800 PFU/cell;噬菌体FEC14能在60℃、pH 4.0-11.0条件下存活,噬菌体FEC19在70℃、pH5.0-9.0条件下存...     

噬菌体在食品工业中的应用与危害防控

近年来,噬菌体由于其特异性侵染细菌的特性,在食品加工及保藏过程中有害微生物的控制和检测方面展现出良好的应用前景。例如在食品表面喷洒噬菌体或将噬菌体与食品包装材料结合,对食源性致病菌及腐败菌加以控制,以及利用基因工程手段构建报告噬菌体对食源性致病菌进行快速检测等。然而,噬菌体也是危害食品发酵的重要因素之一,轻则减产,重则引起整个发酵过程失败,造成巨大的经济损失。目前主要通过噬菌体消毒及灭活、发酵菌种变换等方式防止噬菌体污染。本文综述了食品工业中噬菌体应用及危害的研究现状,以期为拓宽噬菌体在食品工业中的应用途径及开发噬菌体污染防治的新技术提供理论依据。     

分枝杆菌噬菌体整合及裂解的分子机理

结核病仍旧威胁着全球人类健康,中国是结核病高发国家之一,寻求新的药物和疫苗势在必行。随着对噬菌体研究的深入,分枝杆菌噬菌体成为结核病新型药物发现和药敏实验的研究热点之一。噬菌体进入宿主菌体内,以裂解和溶源两种途径进入循环。以分枝杆菌的溶源性噬菌体为例,综述了分枝杆菌噬菌体整合和裂解分子机理。分枝杆菌溶源性噬菌体的整合需噬菌体基因组的附着位点attachment site(attP),宿主菌分枝杆菌基因组的附着位点attachment site(attB),整合酶integrase(Int)和整合宿主因子integration host factor(mIHF)。部分溶源性噬菌体如Ms6进入裂解循环,复制转录组装成新的子代噬菌体,在裂解素(Lysin)和穿孔素(Holin)的协同作用下裂解宿主菌,释放子代噬菌体。目前国内未见对分枝杆菌噬菌体的研究报道。研究分枝杆菌噬菌体整合及裂解机理对结核病治疗新药开发有一定的启示。     

改造噬菌体用于治病更有效

俄罗斯遗传和微生物育种科研所研究人员运用现代生物技术在研发噬菌体及其用于清除致病菌和治疗疾病方面取得新进展 :1.突破了噬菌体对其寄主裂解的专一性 :他们通过基因技术的应用改造了噬菌体 ,使其进入人体内之后能攻击多种类的病原菌 ;也就是说 ,这种“工程噬菌体”能使病原菌产生毒蛋白 ,更有效地杀死其它病原菌。显然 ,对比抗菌素治病 ,其具有独特的优越性。一是致病菌难以产生抗药性 ,或者说 ,不存在抗药性的问题 ;二是噬菌体的杀菌效果显著 ,疗效持久。因此 ,这种“工程噬菌体”用来治疗某些致病菌引发的疾病所产生的疗效有广阔的开…     

鲍曼不动杆菌噬菌体生物学特性的研究

从污水中分离鉴定鲍曼不动杆菌噬菌体,并对其生物学特性进行分析,为开发针对细菌感染的噬茵体生物制剂提供前期工作.采用双层琼脂法分离可裂解鲍曼不动杆菌的噬菌体,通过负染法电镜观察噬茵体的大小和形态,将噬菌体和宿主菌以不同比例混合,测定噬菌体的最佳感染复数并观察一步生长曲线,提取噬菌体核酸进行酶切电泳分析,通过SDS-PAGE分析噬菌体的结构蛋白和非结构蛋白.成功分离3株可裂解鲍曼不动杆菌的噬菌体(分别命名为ΦAb-1、ΦAb-2和ΦAb-3),电镜显示噬菌体的头部呈二十面体,直径约50nm,有一短尾.噬菌体ΦAb-1的最佳感染复数为10-2,一步生长曲线表明噬菌体在裂解宿主菌时,潜伏期为20 min,爆发期为30 min,裂解量为190 PFU/cell.限制性酶切电泳显示噬菌体ΦAb-1的基因组大小约40 kb左右,为双股环状DNA.SDS-PAGE的噬菌体蛋白电泳包括7种蛋白,分子量在29 ～ 116 ku.噬菌体ΦAb-1、ΦAb-2和ΦAb-3对鲍曼不动杆菌具有很强的裂解毒性.根据其形态、结构和噬菌体分类法,鲍曼不动杆菌噬菌体属于有尾病毒目,足尾病毒科.     

超滤过结合密度梯度离心纯化鲍曼不动杆菌噬菌体方法的建立

目的 探讨获得低浓度内毒素和高滴度鲍曼不动杆菌噬菌体的方法,为制备安全的噬菌体生物制剂提供参考.方法 用可截留100 kD以上分子量的超滤离心管浓缩噬菌体裂解液并滤出分子量约为10 kD的内毒素,然后用蔗糖密度梯度离心纯化噬菌体浓缩液;分别测定超滤前、超滤后和纯化后的噬菌体滴度,采用鲎试验测定超滤前后内毒素的浓度,通过SDS-PAGE分析超滤前后和纯化后噬菌体蛋白的纯度.结果 经超滤离心法噬菌体滴度从3.9×1010 PFU/mL提高至1.68×1012PFU/mL,并可去除99.2％的内毒素;超滤过结合密度梯度离心后的SDS-PAGE可清晰呈现7种蛋白,分子量为29～100 kD.结论 超滤过结合密度梯度离心是一种简便、快速浓缩和纯化噬菌体的方法,并可有效地去除裂解液中的内毒素.     

副溶血弧菌噬菌体Vpas_PP24的分离鉴定及生物学特性

【背景】副溶血弧菌是南美白对虾养殖中常见的致病菌,传统的抗生素防治办法不仅低效,而且越来越难以满足食品安全和绿色环保及可持续发展的要求。副溶血弧菌的生物防治是南美白对虾养殖业可持续发展的必由之路。噬菌体是天然安全的活体抗菌剂,因其对特定细菌的专一性感染和高效性裂解而备受关注。【目的】分离一株能高效裂解副溶血弧菌的烈性噬菌体,为探索副溶血弧菌的噬菌体防治方法提供基础研究。【方法】以28株病虾来源的副溶血弧菌为宿主菌,用双层琼脂平板法从海鲜市场污水中分离副溶血弧菌噬菌体;点斑法测定噬菌体的裂解谱,并对筛选到的宽裂解谱噬菌体进行透射电镜(transmission electron microscopy,TEM)观察、生物学特性测定和全基因组序列分析。【结果】分离筛选到一株副溶血弧菌烈性噬菌体,命名为Vpas_PP24。透射电镜观察显示该噬菌体头部为二十面体,有一长尾,头部长约92 nm,宽约46 nm,尾部长约147 nm,属于有尾噬菌体目长尾噬菌体科。其基因组全长83 482 bp,预测有118个开放阅读框(open reading frames,ORFs),具有已知功能的有13个,不含非编码RNA、毒力基因及抗生素抗性基因。基因组一致性对比显示噬菌体Vpas_PP24可能为弧菌噬菌体的一个新种。Vpas_PP24对28株副溶血弧菌的裂解率为54%,对其他种属的116株弧菌的总裂解率为16%;最佳感染复数(multiplicity of infection,MOI)为0.000 1,效价可达3.0×10¹⁰ PFU/mL。一步生长曲线显示Vpas_PP24的潜伏期为10 min,暴发期为150 min,暴发量为30 PFU/cell。该噬菌体在温度<50 ℃、pH 4.0-11.0范围内活性稳定,对糜蛋白酶、木瓜蛋白酶和对虾肝胰腺酶提取液的水解作用不敏感,但蛋白酶K可快速使其失活,紫外辐照也能使Vpas_PP24失活。宿主菌对该噬菌体的不敏感突变频率为2×10^-5。【结论】分离筛选到一株裂解谱较宽、基因型较新、生物学性质较稳定的副溶血弧菌噬菌体,该噬菌体具有进一步开发成为新型副溶血弧菌抗菌剂的潜力。     

金黄色葡萄球菌噬菌体vB_Sau_P68的基因组分析和裂解酶

【背景】金黄色葡萄球菌是常见的人畜共患条件致病菌,随着多耐药菌株分离率的增长,研发与抗生素作用模式不同的抗菌剂迫在眉睫。【目的】分离高效且特异性强的金黄色葡萄球菌噬菌体,对其进行功能注释,并对其编码的裂解酶进行功能验证。【方法】通过对噬菌体全基因组序列进行分析找到裂解酶基因,利用原核表达系统对其编码的2个裂解酶蛋白进行克隆,用SDS-PAGE与蛋白免疫印迹法(Western blotting)鉴定目的蛋白是否表达,并采用单斑法验证其裂解活性。【结果】本研究的噬菌体为一株新的金黄色葡萄球菌噬菌体,命名为vB＿Sau＿P68,该基因组全长为139 409 bp,GC含量为31.0%,编码220个开放阅读框(open reading frame,ORF),透射电镜观察具有正二十面体头部和收缩性尾部,形态学分类属于肌尾噬菌体。该噬菌体编码2个裂解酶基因,分别具有CHAP催化结构域与SH3＿5结合结构域,SDS-PAGE与Western blotting表明Lys161能够表达且有裂解活性,Lys163则无法外源表达。对Lys161序列进行分析,该裂解酶无信号肽,无跨膜区域,以无规则卷曲为主。【...