高通量测序技术在细菌耐药中的应用

细菌耐药已成为威胁全球人类公共健康的重要因素之一,快速、准确明确细菌耐药的特性、机制及传播特征对疾病治疗及控制耐药菌的传播具有重要意义。高通量测序技术可以同时平行检测多个基因序列的状态,已广泛应用于细菌耐药检测。目前高通量测序技术在细菌耐药领域的应用主要有:全基因组测序技术、目标区域测序技术和宏基因组测序技术。所采用的测序平台主要为Illumina、Ion Torrent、BGI等二代测序和Pacific Biosciences、Oxford Nonopore 等三代测序平台。通过细菌耐药基因预测细菌耐药表型的准确性在很大程度上依赖于成熟的专业耐药基因数据库,各种通用型、特异型及隐马尔可夫模型耐药基因数据库的建立和完善,为高通量测序技术在细菌耐药领域的应用提供了坚实的基础。本文简要介绍了高通量测序技术、数据分析方法及相应测序平台在细菌耐药领域中的应用进展,并同时介绍了细菌耐药数据库的现状。     

宏基因组学在传染病防控中的应用进展北大核心CSCD

新发突发传染病暴发给全球公共卫生防控带来严峻挑战。快速识别致病病原体是应对新发突发传染病的首要问题,传统病原检测方法难以应对已知变异较大病原或未知病原,基于高通量测序的宏基因组学研究给病原识别鉴定带来了新的方法和思路。核酸提取、高通量测序和数据分析等关键技术方法不断发展,使宏基因组学成为新突发传染病防控的重要研究方向。宏基因组学可对传染病防控中的多种类型样本进行直接测序,获得高通量的测序数据,并结合病原核酸数据库,通过序列比对、变异进化分析等生物信息学方法,通过监测可疑样本对疫情暴发进行预测预警;识别传染病患者感染致病病原,为临床诊治提供指导;构建病原系统发育关系,追溯疫情潜在感染来源,最终实现新突发传染病病原的快速识别、分型、耐药及溯源分析。宏基因组学作为一项新兴技术,在传染病防控领域具有巨大潜力和发展空间。通过对宏基因组学在传染病病原监测、检测及溯源等方面的应用进展进行综述,以期为传染病防控提供新的视角。     

宏基因组学在传染病防控中的应用进展

新发突发传染病暴发给全球公共卫生防控带来严峻挑战。快速识别致病病原体是应对新发突发传染病的首要问题,传统病原检测方法难以应对已知变异较大病原或未知病原,基于高通量测序的宏基因组学研究给病原识别鉴定带来了新的方法和思路。核酸提取、高通量测序和数据分析等关键技术方法不断发展,使宏基因组学成为新突发传染病防控的重要研究方向。宏基因组学可对传染病防控中的多种类型样本进行直接测序,获得高通量的测序数据,并结合病原核酸数据库,通过序列比对、变异进化分析等生物信息学方法,通过监测可疑样本对疫情暴发进行预测预警;识别传染病患者感染致病病原,为临床诊治提供指导;构建病原系统发育关系,追溯疫情潜在感染来源,最终实现新突发传染病病原的快速识别、分型、耐药及溯源分析。宏基因组学作为一项新兴技术,在传染病防控领域具有巨大潜力和发展空间。通过对宏基因组学在传染病病原监测、检测及溯源等方面的应用进展进行综述,以期为传染病防控提供新的视角。     

细菌耐药专刊序言

抗生素是人类对抗病原微生物感染的重要"武器"。然而,抗生素的大规模使用导致细菌耐药性不断增强并广泛传播。细菌耐药不仅是医学问题,同时也是社会和经济问题,涉及公共卫生、环境污染、食品安全等诸多领域。本专刊从临床耐药与流行病学、动物及环境耐药、细菌耐药机制、抗菌药物研发和耐药防控策略等角度对细菌耐药性问题进行了较系统的综述和探讨,为全面认识细菌耐药现状、深入开展耐药机制研究并制定综合防控策略等提供参考。     

食源性致病菌高通量检测方法及应用

食源性致病菌的体外培养一直是病原体诊断的金标准,但按照目前的培养技术仅有1％的细菌可以培养.目前用于病原微生物鉴定的高通量检测技术主要有:多重PCR技术、实时荧光定量PCR技术、核酸等温扩增技术、焦磷酸测序技术和芯片技术等,本文介绍了这些高通量检测技术及其在食品病原微生物检测方面的应用情况.     

高通量测序技术在食品微生物研究中的应用

高通量测序技术的快速发展对食品微生物发酵过程和机制研究产生了深刻的影响,主要体现在食品微生物生理功能、代谢能力和进化的研究以及食品微生物群落结构、动态变化及其对环境的响应机制等方面。另外,通过对食品微生物基因组和元基因组进行数据分析,也对食品发酵过程优化、微生物功能改造、食源性微生物疾病预防和控制等提供了重要的依据。本文总结了近年来利用高通量测序技术对食品微生物基因组和元基因组进行测序的研究,并探讨了测序技术的发展对食品微生物研究的影响及发展趋势。     

sRNA调控细菌耐药相关基因表达研究进展

近年来随着抗菌药物的广泛应用,造成各种耐药菌、多重耐药菌甚至是超级细菌的出现,对抗菌治疗产生严重的威胁。sRNA是一类新发现的基因表达调控因子,通过与靶mRNA或靶蛋白配对,从而调控细胞的生理功能以应对各种环境变化。研究表明,sRNA能够在细菌耐药过程中(如阻碍抗生素进入细胞、将药物外排出菌胞)发挥重要的调控作用。就sRNA参与调控细菌耐药机制相关基因的表达研究展开系统综述,从而为阐明耐药机制及发现新的药物靶点提供有益参考。     

454测序法在环境微生物生态研究中的应用

传统的Sanger测序技术虽已成熟,但其速度和成本的限制满足不了大规模测序的要求。第二代高通量测序技术结合了乳胶微粒和皮升级反应的454焦磷酸测序法,作为一种高通量测序技术,具有分析结果准确、高速、高灵敏度和高自动化的特点。对454测序法的技术原理和操作步骤进行了介绍,对近年来运用该方法在环境微生物生态研究领域的进展进行了综述。     

基于三代测序技术的微生物组学研究进展

微生物在人类生活中无处不在, 过去人们对微生物的认识仅停留在单菌培养和定性研究上, 而测序技术的发展极大地促进了微生物组学的研究。越来越多的证据表明: 人体共生微生物、特别是肠道微生物与人类健康息息相关。 二代测序技术凭借其高通量、高准确率和低成本的特点, 成为微生物组学研究中的主流测序技术。但是随着研究的深入, 二代测序技术的短读长(< 450 bp)增加了后续数据分析和基因组拼接难度, 也限制了该技术在未来研究中的应用。在此背景下, 第三代测序技术应运而生。第三代测序技术又称单分子测序, 能够直接对单个DNA分子进行实时测序, 而不需要经过PCR扩增。第三代测序技术的平均读长在2-10 kb左右, 最高可以达到2.2 Mb, 实现了长序列的高通量测序。凭借其超长的测序读长、无GC偏好性等优势, 三代测序技术为微生物基因组全长测序, 组装完整可靠的基因组提供了新的方法。本文在描述三代测序的技术特点和原理的基础上, 重点介绍了三代测序技术在微生物16S/18S rRNA基因测序、单菌的基因组组装以及宏基因组中的研究应用和进展。     

不动杆菌耐药机制的研究现状

不动杆菌（Acinetobacter）是一种毒力较低的条件致病菌,广泛存在于自然界、人体皮肤及黏膜上,以往该菌所引起的感染很少见.近年来随着抗菌药物的临床广泛应用,诱导了大量该菌属耐药株的产生,该菌的临床分离率越来越高,并形成了对单一抗菌药物耐药到多重耐药（multidrug resistant）,由低耐药率到高耐药率的发展,主要导致肺炎、泌尿系感染、脑膜炎等.因此对这些常用抗菌药物的耐药机制的研究以及如何减少耐药株的产生已成为当前该领域较为关注的主题.     

高通量测序技术在动植物研究领域中的应用

高通量测序是核酸测序研究的一次革命性技术创新, 该技术以极低的单碱基测序成本和超高的数据产出量为特征, 为基因组学和后基因组学研究带来了新的科研方法和解决方案. 在动植物研究领域, 高通量测序引领了一次具有里程碑意义的科学研究模式革新, 科研人员可利用该技术在基因组、转录组和表观基因组等领域展开多层次多方面多水平研究. 本文就高通量测序技术应用于动植物基因组学和功能基因组学研究进展进行了系统阐述, 并对当前高通量测序技术的现状和热点及未来的发展趋势作了深入剖析和讨论.     

Recent Progress Using High-throughput Sequencing Technologies in Plant Molecular Breeding

High-throughput sequencing is a revolutionary technological innovation in DNA sequencing.This technology has an ultra-low cost per base of sequencing and an overwhelmingly high data output.High-throughput sequencing has brought novel research methods and solutions to the research fields of genomics and post-genomics.Furthermore,this technology is leading to a new molecular breeding revolution that has landmark significance for scientific research and enables us to launch multi-level,multi-faceted,and multi-extent studies in the fields of crop genetics,genomics,and crop breeding.In this paper,we review progress in the application of high-throughput sequencing technologies to plant molecular breeding studies.     

人体共生菌及其抗菌分子研究进展

随着耐药细菌的出现和广泛传播,开发新型抗菌药迫在眉睫。分布在人体不同部位的共生菌能够产生多种抗菌分子以抑制病原菌的定植和感染。人体共生菌的抗菌分子为研发全新结构和作用机制的药物提供了潜在的资源宝库,随着生物信息学、合成生物学、基因组学等组学技术的进一步发展,对人体共生菌抗菌分子的挖掘也会更加深入,为解决耐药问题提供了有效的途径。文中回顾了目前所发现的人体共生菌产生的抗菌分子,并介绍了几种用于挖掘人体共生菌这一天然抗菌药物的资源宝库的方法。随着现代生物工程技术的发展,人体共生菌的抗菌分子将会得到更加全面、系统的探索和应用。     

细菌中2-甲基柠檬酸循环研究进展

2-甲基柠檬酸循环广泛分布于细菌中,参与丙酸或丙酰-CoA的分解代谢。我们一直致力于微生物代谢调控方面的研究,并以苏云金芽胞杆菌为研究对象在2-甲基柠檬酸循环的代谢调控及生理功能方面取得了新的进展。本文将从2-甲基柠檬酸循环关键酶基因的组成、关键酶基因的转录调控和该循环参与的生理功能3个方面介绍细菌中2-甲基柠檬酸循环的研究进展。同时,对该循环研究中存在的相关科学问题和未来的研究重点作简要评述,并对该循环关键酶作为药物靶标在病原菌感染防治方面的应用进行展望。     

乳杆菌对生物膜的作用及其机制研究进展

慢性炎症和感染性疾病与致病菌生物膜(biofilm,BF)的形成密切相关,目前治疗BF相关疾病还局限于应用抗生素,但抗生素滥用会导致多重耐药,治疗不彻底会引起慢性感染,预防和治疗BF相关疾病的新方法亟待提出。随着益生菌生物制剂应用价值的不断体现与验证,益生菌生物制剂不断发展为消除某些致病菌BF感染的新方案。其中发展的最好的莫过于乳杆菌活菌制剂,大量的科研文献及临床实践已证明其具有强大的益生潜力,特别是在抑制致病菌生物膜方面,这为临床治疗BF相关感染开拓了新视野。本文主要综述当前国内外乳杆菌对生物膜作用及其机制的研究进展,旨在通过综述相关研究进展为临床治疗生物膜相关感染提供全新思路。     

芽孢杆菌促普通生酮基古龙酸菌产酸机制研究进展

随着高通量测序技术、组学技术、生物信息学技术等多种技术的兴起与发展,关于维生素C混菌发酵中两菌作用关系的研究取得了一些成果。基于此,本文从芽孢、氨基酸、B族维生素、环境应力及小分子物质方面,对目前关于两菌间相互作用机制的研究进行综述,并为接下来的进一步研究提供新思路。     

基于高通量测序的植物群体基因组学研究进展

作为群体遗传学一种新的表现形式,群体基因组学是将基因组概念和技术与群体遗传学理论体系相结合,通过覆盖全基因组范围内的多态位点的分布式样推测位点特异性效应和全基因组效应,从而提升人们对微进化的理解。近年来,随着第二代高通量测序技术的出现和改进,完成基因组测序的植物种类迅速增加,大规模的重测序也随之开展。与此同时,在一些尚未完成基因组测序的植物物种中,也开展了一些平行测序。这些重测序和平行测序极大地促进了群体基因组学的发展,加深了人们对相关植物种群在基因组水平上的遗传多样性、连锁不平衡水平、选择作用、群体历史及复杂性状的分子机理等群体基因组学方面的认识。本文简要介绍了群体基因组学的概念、研究方法等,重点综述了基于高通量测序的植物群体基因组学的研究动态,展望了植物群体基因组学的发展前景并讨论了存在的问题,以期为相关研究提供借鉴和参考。     

高通量测序及其在食物网解析中的应用进展

高通量测序是DNA测序技术发展中的重大突破,它的出现为现代生物科学研究提供了前所未有的机遇,例如基于猎物和寄主植物DNA分子解析生态系统的食物网研究已逐渐成为捕食性动物与植食性动物食物网研究的新型模式。在简要总结Roche 454、Illumina和Ion Torrent为代表的第二代测序技术的原理及最新进展的基础上,综述了近年来利用高通量测序技术在捕食性和植食性动物食物网解析构建研究方面取得的最新进展及存在的问题,以期为探索捕食性和植食性动物的猎物/寄主范围、猎物/寄主转换、资源分配、生物防治、生物保护和生态恢复新方法提供思路和启发。     

致病菌体内诱导基因的功能分析—体内表达技术的应用

病原菌体内诱导的基因在致病过程中起重要作用,体内表达技术是一类很有前景的研究体内诱导基因的技术,本介绍了体内表达技术的基本原理,类型以及在致病菌体内诱导基因方面的研究进展和应用前景。     

Silver nanoparticles: the powerful nanoweapon against multidrug-resistant bacteria

In the present scenario, pharmaceutical and biomedical sectors are facing the challenges of continuous increase in the multidrug-resistant (MDR) human pathogenic microbes. Re-emergence of MDR microbes is facilitated by drug and/or antibiotic resistance, which is acquired way of microbes for their survival and multiplication in uncomfortable environments. MDR bacterial infections lead to significant increase in mortality, morbidity and cost of prolonged treatments. Therefore, development, modification or searching the antimicrobial compounds having bactericidal potential against MDR bacteria is a priority area of research. Silver in the form of various compounds and bhasmas have been used in Ayurveda to treat several bacterial infections since time immemorial. As several pathogenic bacteria are developing antibiotic resistance, silver nanoparticles are the new hope to treat them. This review discusses the bactericidal potential of silver nanoparticles against the MDR bacteria. This multiactional nanoweapon can be used for the treatment and prevention of drug-resistant microbes.