霍乱弧菌分型噬菌体VP3基因组序列的测定与分析

测定和分析霍乱弧菌分型噬菌体VP3基因组序列,并为ElTor型霍乱弧菌两类菌株的分型方法原理提供研究基础。鸟枪法构建VP3噬菌体全基因组随机文库;测序拼接成最小重叠群,引物步移法填补缝隙序列,拼接后获得VP3全基因组序列。PCR随机扩增噬菌体DNA片段并酶切鉴定;预测可能存在的开放读码框(ORF);对VP3和相关噬菌体的DNA聚合酶基因作进化树分析,协助判定VP3的分类;对预测的部分启动子区利用报道基因进行活性分析。VP3全基因组为环状双链DNA,长度39504bp;酶切鉴定结果与序列一致。确定了49个ORF,注释了27个ORF的编码产物,其中有20个基因产物与T7样噬菌体同源,包括RNA聚合酶(RNAP)、参与DNA复制的蛋白、衣壳蛋白、尾管及尾丝蛋白、DNA包装蛋白等。DNA聚合酶(DNAP)进化树分析表明VP3与T7样噬菌体有同源性。将预测的10个启动子序列克隆到lacZ融合质粒pRS1274上,经检测均具有启动子活性。测定和分析VP3的基因组序列,基因组结构与进化树分析提示VP3属于T7噬菌体家族。     

4株霍乱弧菌非产毒株溶源性噬菌体pre-CTXΦ 的基因组结构分析

霍乱弧菌溶源性噬菌体CTXΦ携带霍乱毒素基因ctxAB,通过其结构基因gⅢ编码产生的PⅢ蛋白识别霍乱弧菌毒素共调菌毛(toxin co-regulated pilus, TCP)的主要结构亚单位TcpA,从而感染具有TCP的霍乱弧菌,使之成为产毒菌株。CTXΦ还有不携带ctxAB的前体pre-CTXΦ,根据CTXΦ基因组中调控基因rstR序列型不同,可分成不同的型别。在不同霍乱弧菌菌株的基因组中,已发现CTXΦ/pre-CTXΦ基因组及其亚型的多种组合排列方式。研究该噬菌体家族的基因组多样性,能够分析其进化及在霍乱弧菌产毒株形成中的作用。本研究发现了4株O1和O139群霍乱弧菌非产毒株具有pre-CTXΦ基因组及多样的rstR序列型,进一步对pre-CTXΦ在4株菌株中的基因组特征进行了分析。利用第3代基因测序法(短读长测序技术和单分子长读长测序技术),获得了4株菌株的基因组序列。利用长读长测序和拼接分析,精确地获得了具有长片段重复序列结构的pre-CTXΦ基因组排列,明确了4株测序菌株中多样的pre-CTXΦ基因组排列。在非产毒株基因组菌株VC3193中发现了携带古典型pre-CTXΦ;还在菌株VC702的pre-CTXΦ基因组中首次发现了肺炎克雷白菌的转座子结构(Gen Bank序列号：SRIL00000000)。在这4株测序菌株中,受体TcpA以及pre-CTXΦ的PⅢ蛋白也具有明显差异的序列,有 TcpA和PⅢ新序列型,这提示了CTXΦ家族感染宿主菌的受体-配体相互识别的复杂对应关系。本研究丰富了对CTXΦ/pre-CTXΦ家族基因组及其整合排列的多样化认识,也为分析该溶源性噬菌体在不同遗传特征霍乱弧菌菌株间的水平转移和促使新产毒克隆形成方面提供了更多的证据。     

以报告基因分析霍乱弧菌噬菌体VP1的预测启动子

VP1为感染并裂解霍乱弧菌的噬菌体,全基因组为环状双链DNA。通过测定该基因组序列,预测出15个可能的启动子区,利用报告基因质粒转化及全噬菌体共感染的策略分析了这些推测启动子在霍乱弧菌中的活性,将预测的启动子区分别克隆到启动子探测lacZ融合质粒载体pRS1274,在转化于大肠埃希氏菌受体菌株JM109中时,所有克隆子均呈现兰斑。同时将质粒电击到缺失了lacZ基因的霍乱弧菌菌株7743△Z,然后用噬菌体VP1感染转化菌株。在转化成功的13个含预测启动子片段的重组质粒中,通过检测β_半乳糖苷酶活性表达随感染后时间的变化,提示P17为早期启动子,P2、P3、P9等为中期启动子,P18为晚期启动子。     

霍乱弧菌分型噬菌体VP3蛋白的双向电泳分析

目的:噬菌体-生物分型方案具有区分霍乱弧菌潜在致病力的作用,VP3是5个霍乱弧菌分型噬菌体之一。对VP3成熟颗粒的蛋白组成进行测定和分析,以补充基因组注释信息。方法:在全基因组测序及生物信息学分析的基础上,利用双向电泳技术及质谱鉴定,对纯化的成熟VP3噬菌体的结构蛋白进行分离及鉴定。结果:双向电泳分离得到近20个蛋白点,质谱鉴定出了其中的10个,对应于4个VP3蛋白和4个霍乱弧菌蛋白。结论:VP3结构蛋白的组成和T7具有很高的相似性。与噬菌体颗粒一起被纯化分离的宿主蛋白可能在VP3的转染过程中起作用。     

不同来源RNA聚合酶对霍乱弧菌分型噬菌体VP3启动子的作用

目的:研究不同来源的RNA聚合酶对预测的霍乱弧菌分型噬菌体VP3启动子的作用。方法:以含有预测的VP3启动子区的片段取代质粒pRL-null的T7启动子区,以海肾萤光素酶基因Rluc为报告基因,在霍乱弧菌N16961内检测霍乱弧菌RNA聚合酶对克隆的启动子区的作用;将上述重组质粒和表达VP3 RNA聚合酶的质粒共转化大肠杆菌JM109,检测大肠杆菌和VP3的RNA聚合酶对克隆的启动子区的作用。结果:N16961的RNA聚合酶不能识别并作用于启动子P1、P2、P5、P6、P10和P12,JM109的RNA聚合酶可能识别并作用于启动子P7和P11;只有P2、P7、P8、P9、P13、P16和P17在JM109内可以被克隆表达的VP3 RNA聚合酶识别转录。结论:宿主菌N16961与非宿主菌JM109的RNA聚合酶识别转录VP3启动子的能力不同,可能与噬菌体的宿主特异性有关;VP3的RNA聚合酶对大部分有活性的VP3启动子具有直接启动转录作用,但部分启动子可能需要VP3或宿主蛋白的辅助作用才能表现出更强的活性;VP3启动子对VP3 RNA聚合酶的特异性也不同,P1、P2和P12对VP3的RNA聚合酶具有高度特异性,P7和P11的特异性较弱。     

不携带霍乱毒素基因的CTXΦ类前噬菌体基因组克隆与分析

霍乱弧菌的霍乱毒素基因ctxAB由其溶原性噬菌体CTXΦ编码,由此携带毒素基因在产毒株与非产毒株间水平转移。从无ctxAB的El Tor型菌株中,发现不同时间、地点来源的部分菌株仍带有CTXΦ基因组的其它基因,在研究菌株染色体上呈双拷贝串联排列。克隆后测序发现基因组全长5708bp,其抑制基因rstR却与古典型菌株来源CTXΦ的相同,因此从E1 Tor菌株中发现整合有古典型来源的这类噬菌体。其它各基因与CTXΦ序列基本一致,但nctCTXΦ的zot基因末端及下游间隔区与CTXΦ的相差很大,进一步的序列测定与比较表明nctCTXΦ中无ctxAB应是其固有结构,而不是ctxAB丢失所形成的。将这种独特的前噬菌体命名为nctCTXclassΦ。研究菌株染色体上nctCTXΦ基因组上下游也各存在TLC因子和RTX毒力基因簇的同源序列,揭示它们与nctCTXΦ基因组有与CTXΦ相同的联系。从序列分析上认为nctCTXΦ与CTXΦ在遗传分化上有不同,可能是CTXΦ的前体形式,这对CTXΦ的来源、分化以及新病原产生的研究具有重要意义。     

小麂线粒体基因组全序列的测定和分析

通过建立麂属动物小麂线粒体DNA文库、鸟枪法测序,获得了小麂线粒体基因组全序列并对其基因组成、蛋白质的编码序列、tRNA基因等结构作了详细分析,这也是国内有关哺乳动物线粒体基因组全序列的首次报道。与其他哺乳动物线粒体基因组全序列的比较研究发现：全长为16 354bp的小麂线粒体基因组同样编码13种蛋白质、2种rRNA和22种tRNA,除了用于调控线粒体DNA复制和转录的D-Loop区以外,小麂线粒体基因组各基因长度、位置与其他哺乳动物相似,其编码蛋白质区域和rRNA基因与其他哺乳动物具有很高的同源性。     

单细胞自由生物基因组全序列的测定和比较基因组研究

近几年来五种单细胞生物的基因组计划得以完成。本文介绍了从五种生物的全基因组序列获得的一些成果,包括全基因组鸟枪法测序、基因组分析和新比较基因组等三个方面,并对生物基因组计划的研究方法作一些探讨。     

采用高通量测序技术分析尾病毒目噬菌体基因组末端序列特点

证明噬菌体高通量测序中高频出现的序列即是噬菌体基因组的末端序列。在T3噬菌体基因组末端连接特异性序列接头,然后进行高通量测序,同时将不加接头的T3基因组也进行高通量测序,对测序结果进行生物信息学比较分析。采用类似高通量测序技术分析N4样噬菌体的全基因组序列。加接头的序列与无接头序列中的高频序列完全一致,证明了高通量测序过程中得到的高频序列就是加接头的基因组末端序列,同时证明T4样噬菌体的末端具有序列特异性而非完全随机,此外我们还发现N4样噬菌体基因组左侧末端具有唯一序列,而其基因组右侧末端不均一。高通量测序技术方便快捷,可用于噬菌体基因组末端和全基因组序列的同时测定。     

深圳赤潮中霍乱弧菌噬菌体的分离筛选及生物学特性分析

本文以从鲍鱼肠道中分离出的霍乱弧菌SWBC-a为宿主菌,采用双层平板法从2004年夏季深圳大梅沙海域赤潮海水样品中分离得到10株噬菌体。通过对分离出的噬菌体效价、RTD值的测定、形态特征的观察及对属内外细菌的交叉裂解谱的研究,筛选出3株裂解谱较宽的强效噬菌体。选取其中2株高效裂解噬菌体PsaA和PsaH做生物学特性分析,证明除镁离子有利于噬菌体裂解外,温度、pH值、紫外照射、柠檬酸钠对噬菌体裂解都有不同程度的抑制。本研究结果为进一步利用噬菌体研发用于消除霍乱弧菌的微生态制剂和诊断食源性霍乱弧菌提供了理论基础。     

调控子fur影响霍乱弧菌生物膜的形成

目的:铁摄取调节蛋白Fur,其在细菌体内维持铁代谢稳态中担任着抑制剂和激活剂的双重角色,已有研究证实Fur还是霍乱孤菌的毒力调控子.研究证实生物膜的形成和游动性与霍乱弧菌的毒力相关,因此我们通过一系列表型实验分析Fur蛋白对霍乱弧菌生物膜形成影响,并预测依赖Fur与霍乱弧菌致病相关的基因,为后续研究做准备.方法:基于自杀质粒缺失霍乱弧菌的Fur基因,并构建相应回补株及蛋白表达株;通过表型实验,比较霍乱弧菌野生株和fur突变株在细菌运动能力、生物膜形成.结果:成功构建霍乱弧菌fur缺失株,回补株和蛋白表达株,His-Fur蛋白在上清液表达.表型实验表明fur突变株的菌株游动性降低,生物膜形成能力增强.结论;因此我们得出Fur可能与其它调控子一起,调控霍乱弧菌的表多糖,TCP和鞭毛蛋白的合成,从而抑制霍乱弧菌生物膜的合成.转录调控子Fur直接或间接调控一些与环境生存和致病相关的基因,对霍乱弧菌的传播、侵染、定殖等过程发挥作用奠定了基础.     

01群与非01群0139型霍乱弧菌毒力的对比研究

非０１群０１３９型霍乱弧菌是近年引起南亚次大陆霍乱流行的新型病原体,将其与０１群霍乱弧菌的毒力特性进行对比研究对于了解其特性及研制相关的菌苗具有重要意义。本文报告了４株０１３９型霍乱弧菌与０１群霍乱弧菌菌株的对比测定结果。发现０１３９型霍乱弧菌与０１群霍乱弧菌有所不同,呈不透明的菌落形态,光学显微镜及电子显微镜检显示有荚膜的表型,在体内具有较高的繁殖能力并产生肠毒素,体内侵袭试验结果表明所有４株０     

Filamentous Phage fs1 of Vibrio cholerae O139

Filamentous phage, fs1, was obtained from Vibrio cholerae O139. The lysogenized strains produced a large amount of fs1 phage in the culture supernatant. This phage was previously reported as novel fimbriae of that organism. The genome of the phage was a 6.5 kb single-stranded DNA. The capsid of fs1 consists of a small molecule peptide (about 2.5 kDa).     

Mobilization of the Vibrio pathogenicity island between Vibrio cholerae isolates mediated by CP-T1 generalized transduction

Pathogenicity islands are large chromosomal regions encoding virulence genes that were acquired by horizontal gene transfer and are found in a wide range of pathogenic bacteria. In toxigenic Vibrio cholerae isolates the receptor for the cholera toxin encoding filamentous phage CTXphi, the toxin-coregulated pilus, is part of the Vibrio pathogenicity island (VPI). In this paper, we show that the VPI can be transferred between O1 serogroup strains, the predominant cause of epidemic cholera, via a generalized transducing phage CP-T1.     

Complete Genome Sequence of Aeromonas hydrophila Phage CC2

Aeromonas hydrophila is one of the major pathogenic bacteria for fish and people. To develop an effective antimicrobial agent, we isolated a bacteriophage from sewage, named CC2, and sequenced its genome. Comparative genome analysis of phage CC2 with its relatives revealed that phage CC2 has higher sequence homology to A. salmonicida phage 65 than to A. hydrophila phage Aeh1. Here, we announce the complete genome sequence of CC2 and report major findings from the genomic analysis.     

Analysis of some factors involved in the virulence mechanism of Vibrio cholerae non-01

Abstract A study was carried out to evaluate the potential intestinal toxicity of 188 samples of Vibrio cholerae non-01 isolated from seawater found along the beaches of Rio de Janeiro city. Three different assays were carried out involving: (a) detection of vascular permeability factor (PF) in guinea pigs (together with assessment of two culture media for production of the toxin); (b) intestinal fluid accumulation (FA) in suckling mice; and (c) detection of haemolysin. The results demonstrated that both culture media gave a similar level of performance. In the animal assays, 43% of the samples induced PF in guinea pigs, 28.7% caused intestinal fluid accumulation in suckling mice, and 63.28% contained haemolysin. Only 4.25% of the samples gave positive results in all three tests.