输入病毒导致的十起本土疫情首例病例新冠病毒基因特征分析

2020年4月中国阻断湖北省武汉市新冠肺炎疫情传播后,中国国内报道了多起由境外输入导致的本土聚集性新冠肺炎疫情。为分析引起聚集性疫情的输入性新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的基因组特征,本研究对2020年4-11月份十起输入相关本土疫情首例病例的SARS-CoV-2全基因组基因特征进行分析,系统阐述了相关SARS-CoV-2的全基因组和氨基酸变异特征。结果显示,与武汉参考株相比,十起本土聚集性疫情首例病例的SARS-CoV-2核苷酸突变中位数为10个(8个-26个),氨基酸突变的中位数为6个(4个-16个),且刺突(spike,S)蛋白只有D614G一个氨基酸发生突变。除分支位点外,10条SARS-CoV-2全基因组序列的65个核苷酸突变位点以及35个氨基酸突变仅出现1-2次,呈现随机性。全基因组分析表明,这十起本土疫情的首例病例基因组按照中国分型法可划分为4个型,按照Pangolin分型法可划分为7个型,与我国2020年1-3月份武汉流行的毒株属于不同基因型,不是本土SARS-CoV-2的持续传播。与2020年9-12月英国和南非变异株属于不同基因型,无相关性。本文系统分析了2020年由输入病毒导致的十起本土疫情首例病例的SARS-CoV-2核苷酸与氨基酸变异特征,为我国新冠防控策略的制定以及后续新冠疫情的溯源提供了参考依据。     

1株表现为鞭毛抗原3相的韦太夫雷登沙门氏菌的鉴定和基因组序列分析

利用高通量测序获取1株抗原式为3,10∶a,r,z6的沙门氏菌(Salmonella)GX150603的全基因组序列.根据鞭毛抗原序列、致病性和抗性基因预测GX150603的血清型,利用分子生物学软件分析基因组岛和前噬菌体,并与其他菌株进行全基因组系统发育分析.经鉴定GX150603为韦太夫雷登沙门氏菌(Salmonella enteric asubsp.enterica serovar Weltevreden),并推测由于鞭毛抗原的氨基酸变异导致该菌株与H∶a血清产生了交叉反应.GX150603基因组携带148个毒力相关基因,8个耐药相关基因,27个基因组岛和3个前噬菌体.基因组岛包括沙门氏菌毒力岛SPI-1/2/3/4/5/6/9/11/13/14/19,centisome 63,CS54和3个该血清型特有的基因组岛.与7个韦太夫雷登沙门氏菌欧洲分离株比较,GX150603有4个共线性片段重排,4个共线性片段缺失和1个共线性片段存在较大差异,进化分析显示,同一血清型仍然表现出最近的亲缘关系.     

利用VBA查找核酸数据库DNA保守序列

采用VBA编写了查找核酸数据库保守序列的四个相关程序,“导入DNA序列”程序可以将Fasta格式的DNA序列文本文件存放到Excel Sheetl的A列中,保留每个序列的Gi号,删除多余的注释部分;“整理DNA序列”程序可以将DNA序列Gi号存放到A列中,B列为对应Gi号的完整序列;“DNA随机序列”程序可以产生DNA随机序列;“发现DNA保守序列”程序可以将随机序列与下载的DNA序列比对,查找每一种随机序列的出现频率.以大豆基因组序列为实例,说明了这些程序的应用方法.该程序弥补了流行序列比对软件的不足,为PCR设计引物、分析基因功能以及种质资源鉴定等方面提供新的工具.     

一种来源于兼性嗜碱菌Bacillus pseudofirmus 703的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶

N-乙酰氨基葡萄糖苷酶作用于肽聚糖或几丁质,从其非还原末端水解产生β-D-N-乙酰氨基葡萄糖单体,该酶在细胞壁代谢过程中起重要作用,在医药和生物技术领域也有广泛的应用。【目的】克隆表达来源于兼性嗜碱菌Bacillus pseudofirmus 703的β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶NagZ703,为获得乙酰氨基葡萄糖单体奠定基础。【方法】以B.pseudofirmus703基因组DNA为模板,克隆得到了β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因NagZ703,通过构建pET28a-nagZ703表达载体,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达NagZ703,利用镍柱纯化得到NagZ703纯蛋白,并对其酶学和生化性质进行分析。【结果】NagZ703与其同源蛋白多序列比对分析结果表明,NagZ703属于糖苷水解酶3家族(GH3),由2个结构域构成,催化活性中心由位于N端结构域的Arg232-His234-Arg318组成,和研究最多的Bacillussubtilis168来源的BsNagZ氨基酸的序列相似性为37%。酶学性质分析表明,以对硝基酚-β-乙酰氨基葡萄糖苷(pNP-β-GlcNAc)为底物,NagZ703的最适反应温度和pH分别为60°C和pH 6.5,比酶活为10.79 U/mg,其Km和Vmax分别为0.276 mmol/L和0.612 mmol/(mg·min)。该酶具有较好的稳定性,在50°C处理30 min,或在pH 6.0–10.5条件下,4°C保存12 h后,仍保留80%以上的酶活力。EDTA不影响该酶的活性,推测其为非金属依赖酶,且Hg2+可完全抑制酶活性。【结论】本研究将兼性嗜碱菌Bacillus pseudofirmus 703来源的β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶NagZ703在大肠杆菌中成功表达和纯化,并分析了其酶学性质;NagZ703的最适pH为6.5,没有表现出耐盐嗜碱的特征;NagZ703能水解胶体几丁质产生GlcNAc,为酶解生产GlcNAc提供了一条可行的思路。     

茶树CsGME1基因的克隆与逆境胁迫响应分析

该研究基于茶树转录组和基因组信息,以茶树‘龙井43’为实验材料,从其cDNA中克隆获得茶树CsGME1基因,并对其蛋白序列特征、基因表达模式及其在不同非生物胁迫下的表达水平进行实时荧光定量分析。结果显示:(1)茶树CsGME1开放阅读框长度为1131 bp,编码376个氨基酸;该序列与多个相关物种的GME氨基酸序列一致性为94.25%,均含有NAD结合域。(2)进化树分析表明,茶树CsGME1基因与番茄SlGME1亲缘关系较近,与水稻OsGME2亲缘关系最远。(3)CsGME1蛋白属于亲水性蛋白,理论相对分子量为42046.84 Da,理论等电点为5.73,具有4个无序化区域,无序化程度较低;CsGME1蛋白二级结构由39.25%α-螺旋,13.26%延伸主链,5.84%β-转角和41.38%随机卷曲组成;三级结构分析结果显示,CsGME1包含螺旋和随机卷曲,与二级结构吻合。(4)荧光定量分析结果显示,在高温(38℃)、低温(4℃)、干旱(20%PEG)和高盐(200 mmol·L-1 NaCl)4种非生物胁迫处理下,茶树CsGME1基因均有响应,且表达存在差异,推测CsGME1参与了茶树的逆境胁迫响应过程。     

具休眠体淡水水生生物分布假说的研究进展

淡水水生生物的分布模式一直是进化和生物地理学研究中的热点问题, 特别是对具休眠体水生生物的研究, 早在达尔文时代就开始探讨具休眠体淡水水生生物分布的原因。根据对文献的整理, 可以将具休眠体淡水水生生物分布模式归纳为三种假说: 随机分布(Everything is Everywhere, EIE)假说、独占(Monopolisation)假说和局域特有(Moderate Endemicity, ME)假说。通过对三种假说的定义, 研究进展和形成不同模式的原因等进行分析, 提出了在研究时需注意是否存在隐存种、季节变化引起基因型变化、研究区域是否覆盖了本物种的所有分布范围、地理环境及地质事件与分布模式之间的关系等问题, 以便更准确的研究具休眠体淡水水生生物分布模式。     

新德里金属β-内酰胺酶基因序列比对与蛋白分子结构

目的 分析不同来源细菌新德里金属β-内酰胺酶(NDM)编码基因序列的相似性和同源性,并分析其蛋白分子结构.方法 在GenBank中检索目前已经注册的NDM编码基因序列88个(包括NDM-1～ NDM-6),利用ClustalW2生物软件在线分析NDM基因序列的相似性和同源性,建立基因进化树,分析编码基因序列的特点;利用ESyPred3D软件构建三维结构图,并用Molsoft ICM-Pro软件进行编辑处理.结果 88个NDM编码基因是完全一致的长度为813 bp的基因序列,具有很高的同源性;NDM蛋白由270个氨基酸组成并借助Zn2+和枸橼酸维持其分子空间结构.结论 NDM编码基因具有很高的同源性,本研究成功构建了NDM的三维结构图,为NDM宿主菌基于NDM核酸序列的分子生物学快速检测和其对各种抗生素产生耐药的机制研究奠定了理论基础.     

非随机过程影响百山祖局域植物群落的物种组成

为探讨从区域到局域的变化过程中的主导影响机制,通过整理百山祖自然保护区的历次植物调查资料,并详细调查5 hm2的样地群落,对保护区整个区域和样地群落物种组成的差异和功能性状的组成差异进行了比较。结果表明,在区域种库和局域群落之间的物种组成差异明显,在区域和局域物种数量排名前10的科和属中只有5科和5属是共有的;相较于区域中的属,样地中温带分布的属明显增多,而热带分布的属较少。功能性状方面,与区域相比,样地中草本植物比例减少而木本植物比例增加;单叶植物比例增加,复叶植物比例下降;两性花比例下降,雌雄异株比例上升;肉质果比例上升,而干果比例下降。这些结果表明从区域到局域群落构建过程中生态位分化机制等非随机过程起着重要的作用。     

化脓链球菌中铁结合蛋白MtsA二级结构的研究

化脓性链球菌是一种革兰氏阳性人类致病菌,其生长和感染离不开铁离子。MtsA是化脓链球菌中直接结合铁离子的一个脂蛋白。通过PCR扩增化脓性链球菌MGAS5005中的MtsA基因,构建高效表达质粒pGEX-MtsA,将其转化到大肠杆菌BL21中并用IPTG进行诱导表达。利用亲和层析方法纯化表达产物。通过多序列比对分析了MtsA铁结合中心的保守性,利用定点突变技术将MtsA的结合配体单位点及多位点进行突变,结合圆二色谱分析这些氨基酸突变后蛋白二级结构的变化。多序列比对结果表明MtsA结合铁离子的氨基酸位点是保守的,4个关键氨基酸位点处于蛋白空间的凹陷处。通过比较空载及饱和铁离子的野生型蛋白以及突变体蛋白的圆二色吸收光谱,发现野生型MtsA结合铁离子后结构更加紧密,H68A,E206A和D281A则比野生型的二级结构松散,而H140A的二级结构和野生型的几乎没有差别。对MtsA 4个结合配体突变后其二级结构变化的研究,为进一步研究细菌中的铁转运机理及开发疫苗候选药物和药靶奠定了一定的理论依据。     

不同全自动凝血仪检测结果的分析研究

目的:探讨不同全自动凝血分析仪检测结果是否具有可比性,同时对其检测结果临床可接受性进行评估,使不同全自动凝血分析仪检测结果标准化.方法:连续30天用SYSMEX CA- 1500及CA-7000全自动凝血分析仪同时检测并比对仪器配套定值质控物的PT、INR、APTT、FIB、TT值;同时连续30天利用两台仪器检测并对比新鲜血标本的PT、INR、APTT、FIB、TT值.结果:SYSMEX CA- 1500及CA-7000日间质控物各检测项目:PT、INR、APTT、FIB、TT变异系数均小于5％.CA- 1500及CA-7000全自动凝血分析仪检测新鲜血标本:PT、INR、APTT、FIB、TT统计分析结果,t检验其P值均＞0.05;相关系数r在0.993-0.999之间;两台仪器的偏差均符合1/2美国CLIA’88能力验证分析质量要求.结论:两台仪器PT、INR、APTT、FIB、TT的检测结果具有很好的相关性,经统计分析两台仪器检测结果无统计学意义.对不同凝血分析仪进行比对分析,不仅能够及时发现仪器存在的系统误差.而且使其检测结果具有很好的一致性,给临床可提供一个准确、可靠一致的实验室检测结果,使临床对疾病的诊断、疗效观察有一个统一的评判标准.