细菌-噬菌体对抗性共进化研究进展

共进化现象在自然界中普遍存在。细菌和细菌的天敌噬菌体之间的对抗是一场持久战,细菌-噬菌体系统是研究共进化的模式材料。目前关于细菌-噬菌体对抗性共进化的机制有两种公认的模型,即GFG模型和MA模型,对应于两种模式,即ARD模式和FSD模式;主要采用TimeShift Assays方法测定细菌-噬菌体的对抗性共进化动力学模式。长尾噬菌体是有尾噬菌体中最大的家族。目前关于细菌-噬菌体系统共进化的研究主要集中在短尾和肌尾噬菌体与其宿主之间,而细菌-长尾噬菌体共进化的研究报道较少。     

细菌-噬菌体对抗性共进化研究进展 *

共进化现象在自然界中普遍存在。细菌和细菌的天敌噬菌体之间的对抗是一场持久战,细菌-噬菌体系统是研究共进化的模式材料。目前关于细菌-噬菌体对抗性共进化的机制有两种公认的模型,即GFG模型和MA模型,对应于两种模式,即ARD模式和FSD模式;主要采用Time-Shift Assays方法测定细菌-噬菌体的对抗性共进化动力学模式。长尾噬菌体是有尾噬菌体中最大的家族。目前关于细菌-噬菌体系统共进化的研究主要集中在短尾和肌尾噬菌体与其宿主之间,而细菌-长尾噬菌体共进化的研究报道较少。     

蛋白质共进化分析研究进展

一些对蛋白质活性很重要的残基在进化过程中是高度保守的,另有一些残基通过共进化来维持蛋白质结构和功能上的稳定。由于共进化残基分析可在未知蛋白质结构时,仅依据序列推断残基间的相互作用,因此在蛋白质结构和功能预测上具有重要的研究意义。当前分析共进化残基的方法主要有基于相关系数的方法、基于微扰理论的方法、参数检验法等。然而,由于存在蛋白质系统进化的背景干扰,目前共进化残基分析的精度仍有待进一步提高。本文概述了蛋白质共进化分析的方法及其研究进展,并对其发展趋势进行了预测。     

噬菌体酶类降解细菌生物膜的研究进展

细菌生物膜(bacterial biofilm,BF)是细菌产生耐药性的重要原因之一,给抗生素治疗细菌感染带来极大困难.生物膜主要由细菌菌体和胞外聚合物质(extracellular polymeric substance,EPS)构成,其中EPS成分复杂,主要包括多糖(polysaccharides)、蛋白质、核酸和...     

CRISPR-Cas系统与细菌和噬菌体的共进化

细菌在适应噬菌体攻击的过程中,进化了多种防御系统,噬菌体在细菌的选择压力下,也在不断进化反防御策略,双方的这种进化关系与发生机制一直尚不完全清楚。近年在细菌和古细菌中发现一种新的免疫防御系统,即CRISPR-Cas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-associated system)系统。在对其功能和作用机制深入研究的同时,也不断地揭示了细菌和噬菌体之间的共进化关系。为此,文章在介绍原核细胞中CRISPR-Cas系统介导的免疫机制基础上,重点综述了CRISPR系统在细菌和噬菌体进化中的作用。     

细菌与噬菌体相互抵抗机制研究进展

噬菌体作为一种侵染细菌的病毒,能够特异性识别宿主细菌。近年来,抗生素的过度使用导致耐药细菌的出现,噬菌体有望成为对抗耐药细菌的新武器。在细菌与噬菌体长期共进化过程中,二者都演化出一系列抵御策略。本文从抑制噬菌体吸附、阻止噬菌体DNA进入、切割噬菌体基因组、流产感染以及群体感应对噬菌体的调控等方面,对细菌抵抗噬菌体的机制以及噬菌体应对细菌的策略进行了综述,同时还列举了细菌和噬菌体相互抵抗机制的检测方法,以期为噬菌体在细菌控制中的应用以及探究细菌抵抗噬菌体的机制提供理论依据。     

高盐环境可培养细菌噬菌体的研究进展

病毒广泛存在于各类环境中并担负着重要的生态功能,其中包括高盐环境。对高盐环境病毒的研究已成为极端环境微生物研究领域的新热点,目前已被报道的100多株盐病毒中,90多株感染古菌,仅有14株感染细菌。本文综述了目前已知的14株高盐环境细菌噬菌体的形态特征、盐度响应及基因组学的研究进展,并分析了高盐噬菌体的形态多样性、生存策略以及包含在基因组中的进化和起源信息,分析结果表明:高盐噬菌体以有尾噬菌体为主;它们具有广盐性(Euryhaline)的特征,盐度极大地影响其吸附和增殖;它们与非高盐环境噬菌体可能具有共同的起源。高盐噬菌体虽然历经近30年的研究历程,但仅有14株被分离与培养,所以其分离纯化是今后重要工作之一,且结合免培养技术揭示高盐噬菌体的多样性与生态功能是其研究的发展方向。     

细菌耐受噬菌体感染的分子机制研究进展

噬菌体是能感染细菌的病毒。为了抵抗噬菌体的感染,细菌进化出多种抵抗噬菌体感染的机制,这些机制的阐析极大地促进了基因编辑领域的发展,同时也为噬菌体治疗的开展奠定了基础。本文就细菌针对噬菌体感染的各个环节所进行的抵抗及其分子机制进行了简要综述,同时讨论了这些防御系统的存在对细菌自身的影响,分析了当前细菌耐受噬菌体机制研究存在的局限性,并对未来研究进行了展望。     

噬菌体与细菌相互作用的分子机制研究进展

噬菌体与细菌是自然界中存在最广泛的两类微生物,两者在群体水平、个体水平以及分子水平上均存在复杂的相互作用关系.细菌能够影响溶原性噬菌体的溶原-裂解决策,而被噬菌体感染的细菌基因表达谱也会受到噬菌体影响,使宿主菌的代谢、应激、抵抗力、毒性等多种性状发生改变.现从细菌和噬菌体两者的角度,分别综述细菌抵抗噬菌体感染以及噬菌体...     

噬菌体治疗中细菌对噬菌体的抗性

抗生素治疗尽管有几十年有效治疗的历史,但随着越来越多耐/抗药性细菌的出现,细菌对抗生素的抗药性已成为一个大问题。噬菌体治疗是使用噬菌体作为抗菌剂来感染细菌株系,它一直是人们倡导的一个很有前途的常规抗生素治疗的替代方案。然而,由于细菌与噬菌体的协同进化中,细菌可以通过多种机制获得对噬菌体的抗性。因此,人们对噬菌体治疗抱有期望的同时,也关注噬菌体治疗长时间的使用之后,是否会与抗生素使用之后结果相类似,导致抗性细菌病原菌感染的治疗困难。综述了细菌-噬菌体协同进化中细菌病原菌对有感染能力的噬菌体是否会产生抗性,及其在噬菌体治疗中影响的争论,并展望了噬菌体治疗的潜在前景。     

海水鱼类共附生细菌群落研究进展

与海水鱼类处于共生、共栖、寄生或附生关系的细菌群落,称之为海水鱼类共附生细菌群落。这类细菌群落生活在海水鱼体表(皮肤、鳃)以及体内(消化道和血液、肌肉、肝脏、肾脏等内部组织器官),它们彼此之间以及与宿主之间存在着极其密切的关系,并且对于宿主的健康生长具有重要作用。然而,由于目前对养殖系统中的微生物群落中的致病微生物缺乏有效控制措施,处于迅速发展中的养殖产业经受着相当严重的疾病问题。因而,生态健康养殖被提到议事日程上来,并且日益受到重视,其中微生物生态调控是极其重要的一个环节。由于目前相关的基础微生物生态学资料比较缺乏,尤其是在国内作为微生物生态的基本组成部分,与微生物病害发生有着直接关系的大多数海水养殖鱼类的共附生细菌群落研究资料相当缺乏。因此,很有必要开展海水养殖鱼类共附生细菌群落相关研究。在此背景下,从研究的目的和意义以及国内外研究现状包括宿主海水鱼类种类、共附生细菌群落类别、共附生细菌群落的影响因素、共附生细菌群落对宿主的作用等方面综述了海水鱼类共附生细菌群落的研究进展,并对此类研究趋势进行了展望,为开展相关研究提供一定的参考。     

霍乱弧菌VPIΦ/CTXΦ/TCP体系:噬菌体-噬菌体-细菌多元作用

霍乱由霍乱弧菌 (Ｖｉｂｒｉｏｃｈｏｌｅｒａｅ)菌株感染人体所引起 ,可导致重度脱水性腹泻 ,死亡率高。霍乱弧菌存在于水生环境中 ,人类因食用被污染的水或食物而受到感染 ,暴发流行。ＶＰＩΦ ＣＴＸΦ ＴＣＰ体系是决定该菌侵染力和毒力的关键 ,它集中体现了有关噬菌体———噬菌体———宿主细菌多元作用 ,阐释其分子机制是目前十分活跃的研究领域[1,2 ] 。作为典型示例 ,这个体系突出了噬菌体介导的病原细菌毒力溶源转变、毒力基因水平转移和进化等问题[3] ,开创了在分子水平上研究流行病学、预防医学的新领域[4～ 6 ] 。1　霍乱弧菌…     

霍乱弧菌VPIФ/CTXФ/TCP体系:噬菌体-噬菌体-细菌多元作用

霍乱由霍乱弧菌(Vibrio cholerae)菌株感染人体所引起,可导致重度脱水性腹泻,死亡率高.霍乱弧菌存在于水生环境中,人类因食用被污染的水或食物而受到感染,暴发流行.VPIФ/CTXФ/TCP体系是决定该菌侵染力和毒力的关键,它集中体现了有关噬菌体——噬菌体——宿主细菌多元作用,阐释其分子机制是目前十分活跃的研究领域[1,2].作为典型示例,这个体系突出了噬菌体介导的病原细菌毒力溶源转变、毒力基因水平转移和进化等同题[3],开创了在分子水平上研究流行病学、预防医学的新领域[4-6].     

细菌群体感应系统与噬菌体的相互作用机制研究进展

细菌在与噬菌体的长期共进化过程中形成多种抵抗噬菌体侵染的机制,其中群体感应参与的细菌抵御噬菌体侵染机制成为近年来的研究热点。群体感应与噬菌体之间的相互作用是复杂和多样的,本文将重点综述群体感应在噬菌体侵染中的作用、调控在噬菌体裂解-溶源转变的作用,以及群体感应与噬菌体的其他相互影响等内容,为噬菌体在细菌性疾病的治疗提供理论依据。     

口蹄疫病毒遗传进化研究进展

口蹄疫病毒以"准种"状态生存和演变,具有群体庞大、复制突变率高、繁殖周期短等特征,是研究物种进化的最好模型之一。利用突变、遗传漂移、重组和基因迁移等多种机制以及在环境压力的作用下,口蹄疫病毒不断发生适应性进化,种群衍变分化导致其宿主嗜性、毒力、抗原性等表型出现差异,形成了具有明显区域特征的变异株系,展现出丰富的遗传多样性。现对口蹄疫病毒进化的源动力、进化方式及其结果进行综述,并对进化所产生的生物学效应进行介绍。     

细菌的噬菌体感染抗性机制

噬菌体广泛存在于生态环境中。细菌在与噬菌体长期的共进化过程中,衍化出了多种针对噬茵体感染的抗性机制。我们从宿主菌的抑制吸附、阻止噬菌体DNA注入、切断噬菌体DNA和影响其功能及流产感染等方面,对宿主菌抵抗噬菌体感染的机制进行了综述。     

噬菌体治疗研究进展

噬菌体发现之初, 便被前苏联和东欧医学界用来治疗细菌感染。但是, 随着抗生素时代的到来, 人们慢慢忽略了对噬菌体的深入研究。近来, 由于全球耐药菌感染率不断攀升, 用抗生素治疗细菌感染面临了前所未有的挑战, 一些科学家和临床工作者开始重新把注意力集中到噬菌体研究上来, 并在这个领域取得了极大的进展, 尤其是通过大量的实验证明: 噬菌体可以有效地提高细菌感染的实验动物的存活率。本文就近几年国内外的科研工作者在噬菌体治疗领域所取得的进展做一综述。     

前噬菌体研究进展

噬菌体是地球上最多的生物实体,一直被认为是细菌的天敌。然而随着基因组学和分子生物学等技术的快速发展,人们发现噬菌体与宿主之间存在微妙而复杂的关系。前噬菌体是指溶原性细菌内存在的整套噬菌体DNA基因组,广泛分布在细菌基因组中,对调节细菌宿主生理具有重要作用,如参与调节宿主的毒力、影响生物膜形成、赋予宿主免疫力等。有趣的是,前噬菌体可以通过"监听"细菌的群体感应来调节自身的溶原–裂解状态。近年来,一些细菌中由前噬菌体编码的抗CRISPR蛋白的发现引起了人们对前噬菌体研究的关注。因此,对前噬菌体的研究可以为改造宿主和前噬菌体提供基础理论参考。本文对前噬菌体的预测、分布、分类及功能进行了综述,以期为进一步研究噬菌体与宿主间的关系提供基础。     

噬菌体相互作用与细菌毒力进化

细菌的毒力是细菌的重要生物学特性,在细菌致病过程中起着非常重要的作用。细菌的毒力基因可以编码在质粒、致病岛或噬菌体上。近些年,研究者们发现噬菌体之间的相互作用也是构成细菌毒力的一个重要因素。     

裂解或溶源-细菌遭遇噬菌体后的命运抉择

噬菌体是地球上数量最丰富的有机体,其在自然生态系统的塑造和细菌进化驱动中发挥着至关重要的作用。在与宿主的相互斗争中,噬菌体可以选择以下2种方式决定其与宿主的命运:(1)裂解:通过裂解宿主细胞最终大量释放噬菌体颗粒;(2)溶源:将其染色体整合到宿主细胞基因组中,与宿主建立一种潜在的互存关系。对于一些温和的噬菌体,这种倾向进一步受到感染多样性的调节,其中单一感染主要是裂解性的,而多重感染则多是溶源性的。溶源性的噬菌体不仅可以根据外界环境的理化因子,还可以通过细菌自身的群体感应系统来启动裂解-溶源开关,进而决定其宿主菌的命运。与此同时,宿主细菌在与噬菌体长时间的斗争中也进化出了针对噬菌体的手段。总而言之,噬菌体深刻影响着细菌的群落动态、基因组进化和生态系统等,而这一切都取决于噬菌体与宿主间的斗争模式(裂解/溶源性感染)。本文探讨了导致温和噬菌体对宿主菌进行裂解-溶源命运抉择的影响因素并系统性总结了细菌在面对噬菌体侵染时的应对策略的最新研究进展,以期能为噬菌体与宿主的研究提供建议和帮助。