鼠疫耶尔森菌基因组研究进展

鼠疫耶尔森菌的全基因组序列已测定完成,在染色体上有4000多个编码序列和149个假基因,并含有大量的插入序列,3个毒性质粒上也含有诸多与致病性有关的基因,本主要就鼠疫耶尔森菌的染色体及质粒pYV/pCD1,pFra/pMT1和PST／pPCP1的基因结构,组成特征和已知的毒性基因定位等方面的研究作一综述。     

鼠疫耶尔森氏菌质粒上重要毒力相关基因的克隆与表达

鼠疫耶尔森氏菌含有3种质粒pMT1、pPCP1和pCD1,这3种质粒编码鼠疫耶尔森氏菌的多种重要毒力因子。首先通过生物信息学技术选定了18种可能重要的毒力相关基因作为拟克隆和表达的目的基因。通过：PCR技术、TA克隆技术、双酶切技术获得目的片段。这些目的片段再分别克隆入原核表达载体pET32a中,构建了一系列重组表达质粒,其中12个重要的毒力相关基因在原核表达载体pET32a中有稳定的高效表达,表达量占细菌总蛋白的20％～40％。实验结果为进一步研究质粒编码的毒力因子的结构与功能,及其作为新型疫苗选择的可能性奠定了基础。     

应用肽核酸探针检测鼠疫耶尔森氏菌

目的:利用特异的肽核酸(PNA)探针、链霉亲和素包被的磁珠和cy5纳米颗粒,通过荧光扫描技术,建立一种特异、快速、准确地检测鼠疫耶尔森氏菌的方法。方法:针对鼠疫耶尔森氏菌pMT1质粒上的caf1基因设计并合成一对特异PNA探针,经生物素标记后,分别与链霉亲和素包被的磁珠和cy5纳米颗粒结合;将探针与待测鼠疫耶尔森氏菌的基因组DNA杂交后,利用荧光扫描技术进行检测。探讨了多个实验因素对测定的影响,并进行了特异性和灵敏度检测。结果:建立并优化了利用PNA探针检测鼠疫耶尔森氏菌的方法,得到较好的线性关系;检测的灵敏度为0.9μg/mL(待测DNA)。结论:PNA探针与靶基因的结合不易受杂交液离子强度的影响,结合后具有较高的稳定性。本研究建立的分析方法能够灵敏、特异、稳定地对鼠疫耶尔森氏菌进行定量检测,为鼠疫的监控、诊断提供了有力手段。     

鼠疫耶尔森氏菌的进化研究:从系统发育学到系统发育基因组学

20世纪90年代末起,基因组学在细菌研究中应用越来越广泛,尤其在进化领域,取得了一系列革命性的发现.本文以鼠疫耶尔森氏菌进化研究为例,介绍了从利用基因组中少数特定片段(等位基因)多态性进行分析的传统系统发育学,到基于大量菌株全基因组序列进行系统发育基因组学的研究发展历程,回顾讨论了基因组学技术的进步为鼠疫菌进化研究领域带来的成果.     

噬菌体phiYe-F10的裂解谱的测定以及裂解能力与宿主毒力基因间关系分析

目的为测定小肠结肠炎耶尔森菌噬菌体phiYe-F10的裂解谱,分析噬菌体phiYe-F10裂解能力与宿主毒力基因间的关系。方法采用双层平板法观察噬菌体phiYe-F10对213株小肠结肠炎耶尔森菌,36株假结核耶尔森菌和1株鼠疫耶尔森菌的裂解能力;同时对不同来源不同地区的小肠耶尔森菌进行黏附侵袭位点基因(ail)、肠毒素基因(ystA、ystB)、黏附素基因A(yadA)、毒力因子基因F(virF)、O∶3血清型特异性基因(rfbc)检测和血清型别鉴定。结果表明213株小肠结肠炎耶尔森菌包括O∶3血清型84株(其中rfbc+78株),O∶5血清型10株,O∶8血清型13株,O∶9血清型34株,其它及未分型的共72株。携带毒力质粒的典型致病性小肠耶尔森菌(ail+,ystA+,ystB-,yadA+,virF+)77株,毒力质粒丢失的致病性小肠结肠炎耶尔森菌(ail+、ystA+、ystB-、yadA-、virF-)15株,其它非致病基因型121株。噬菌体phiYe-F10裂解71株O∶3小肠结肠炎耶尔森氏菌,其中致病性小肠结肠炎耶尔森菌52株,非致病性小肠结肠炎耶尔森菌19株。对O∶5,O∶9血清型和其它菌株均不裂解,对O∶3的裂解率高达84.5%(71/84)。噬菌体phiYe-F10对假结核耶尔森菌和鼠疫耶尔森氏菌均不裂解。结论:phiYe-F10噬菌体是一株小肠结肠炎耶尔森菌的裂性噬菌体,在25℃时表现出一个典型的窄裂解谱,高度专一性裂解O∶3血清型小肠结肠炎耶尔森菌。phiYe-F10对典型致病性小肠结肠炎耶尔森菌的裂解能力明显高于非致病性的小肠结肠炎耶尔森菌     

三种致病性耶尔森氏菌噬菌体的分离鉴定研究进展

3种致病性耶尔森氏菌包括鼠疫耶尔森氏菌、假结核耶尔森氏菌和小肠结肠炎耶尔森氏菌,其噬菌体可用于耶尔森氏菌的诊断、防治和生态进化学研究。本文重点分析3种致病性耶尔森氏菌噬菌体的分离鉴定史。将3种耶尔森氏菌噬菌体基因组进行比较分析,并对各菌的噬菌体受体进行总结,为研究及利用3种耶尔森氏菌噬菌体提供思路。     

鼠疫菌H-NS蛋白的表达与纯化及其DNA结合活性

摘要：【目的】利用大肠杆菌BL21λDE3的表达系统,表达出有活性的鼠疫耶尔森氏菌（以下简称鼠疫菌）调控子蛋白H-NS,为进一步研究H-NS的转录调控奠定基础。【方法】 PCR扩增鼠疫菌201株hns基因的编码区,将其直接克隆入pET28a质粒中,再将pET28a-hns重组质粒转入大肠杆菌BL21λDE3菌株中,所得菌株经IPTG诱导后能表达出鼠疫菌His-H-NS蛋白;通过体外的凝胶迁移实验（EMSA）和DNaseⅠ足迹实验对His-H-NS蛋白与DNA的结合活性进行分析。【结果】成功表达出有活性的鼠疫菌His-H-NS蛋白,该蛋白对鼠疫菌pH6抗原基因（psaA、psaE）及rovA基因均有结合活性。【结论】鼠疫菌His-H-NS具有DNA结合活性,说明H-NS能调控鼠疫菌基因的转录。     

环介导等温扩增技术检测鼠疫耶尔森菌的敏感性和特异性研究

为观察环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术能否适用于我国不同疫源地鼠疫耶尔森菌所有基因组型的检测,本研究建立了一种基于3a靶序列设计特异性引物快速检测鼠疫耶尔森菌的LAMP方法.选择分离自我国11个鼠疫自然疫源地的65株野生代表性鼠疫耶尔森菌株,同...     

微量法鼠疫菌质粒DNA抽提的优化

旨在分析微量法抽提鼠疫菌质粒DNA的效果,探讨其在鼠疫菌分子生物学实验研究中的应用价值.采用微量法分别提取鼠疫菌EV76株,假结核耶尔森菌PstII株及大肠杆菌V517株质粒DNA,琼脂糖凝胶电泳对质粒DNA抽提结果进行分析.结果显示,微量法能在较短时间内获取开环较少的闭合环状鼠疫菌质粒DNA,经琼脂糖凝胶电泳图示其电泳条带清晰、亮度均一.微量法鼠疫菌质粒DNA抽提效率和纯度较好,抽提结果稳定,重复性良好.经微量法抽提的质粒DNA符合多数鼠疫菌分子生物学试验的要求,可广泛应用于鼠疫菌分子生物学试验研究中.     

应用xMAP液念芯片多重快速检测四种病原微生物的研究

目的:建立一种多重、快速、特异性好、灵敏度高的病原微生物检测方法。方法:根据GenBank数据库中的小肠结肠炎耶尔森氏菌、单核细胞增生性李斯特菌、产气荚膜梭菌、鼠疫耶尔森氏菌基因序列,分别针对ail、hly、cpe、3a基因设计4对引物和4条探针。通过重叠PCR扩增各目的基因并构建重组质粒,以该重组质粒DNA为模板,通过多重PCR同时扩增上述4个基因,建立xMAP液态芯片检测技术,在此基础上对标准菌株基因组DNA进行检测并验证该方法的特异性和敏感性。结果:xMAP液态芯片对质粒DNA和标准菌株基因组DNA的检测结果与多重PCR结果一致。该方法能在3.5 h内同时完成对4种病原菌的检测,特异性好,且敏感性要高于PCR方法,灵敏度最高可达200CFU/ml。结论:xMAP液态芯片技术是病原微生物的多重快速检测的新方法,具有很好的应用价值和前景。     

应用xMAP液态芯片多重快速检测四种病原微生物的研究

目的：建立一种多重、快速、特异性好、灵敏度高的病原微生物检测方法。方法：根据GenBank数据库中的小肠结肠炎耶尔森氏菌、单核细胞增生性李斯特菌、产气荚膜梭菌、鼠疫耶尔森氏菌基因序列,分别针对ail、hly、cpe、3a基因设计4对引物和4条探针。通过重叠PCR扩增各目的基因并构建重组质粒,以该重组质粒DNA为模板,通过多重PCR同时扩增上述4个基因,建立xMAP液态芯片检测技术,在此基础上对标准菌株基因组DNA进行检测并验证该方法的特异性和敏感性。结果：xMAP液态芯片对质粒DNA和标准菌株基因组DNA的检测结果与多重PCR结果一致。该方法能在3.5 h内同时完成对4种病原菌的检测,特异性好,且敏感性要高于PCR方法,灵敏度最高可达200CFU/ml。结论：xMAP液态芯片技术是病原微生物的多重快速检测的新方法,具有很好的应用价值和前景。     

痢疾志贺氏菌亚群的比较基因组学研究与进化分析

利用大肠杆菌K12MG1655株全基因组ORFs和痢疾志贺氏菌A1型Sd51197株特异性ORFs探针制备的芯片,研究了痢疾志贺氏菌13个血清型代表株的基因组组成.结果显示,该血清群成员的基因组中包含有2654个保守的源于大肠杆菌ORFs;共同缺失了219个涉及前噬菌体基因、分子伴侣、特异性O抗原合成等大肠杆菌原有的基因;并通过水平转移获得了一些特异性基因,如Ⅱ型分泌系统相关组分、铁转运相关因子等.根据基因组组成所作的进化树,发现A1,A2,A8和A10这四型菌与其他痢疾志贺氏菌亲源关系较远.研究所得结果为进一步深入探索痢疾志贺氏菌的生理过程、致病性和进化奠定了基础.     

痢疾志贺氏菌亚群的比较基因组学研究与进化分析

利用大肠杆菌K12 MG1655株全基因组ORFs和痢疾志贺氏菌A1型Sd51197株特异性ORFs探针制备的芯片, 研究了痢疾志贺氏菌13个血清型代表株的基因组组成. 结果显示, 该血清群成员的基因组中包含有2654个保守的源于大肠杆菌ORFs; 共同缺失了219个涉及前噬菌体基因、分子伴侣、特异性O抗原合成等大肠杆菌原有的基因; 并通过水平转移获得了一些特异性基因, 如Ⅱ型分泌系统相关组分、铁转运相关因子等. 根据基因组组成所作的进化树, 发现A1, A2, A8和A10这四型菌与其他痢疾志贺氏菌亲源关系较远. 研究所得结果为进一步深入探索痢疾志贺氏菌的生理过程、致病性和进化奠定了基础.     

基于比较基因组学方法的丝状子囊菌同源序列分析

为探讨丝状子囊菌基因组的同源保守序列作为标记基因,利用Standalone BLASTN方法将构巢曲霉全基因组基因分别与30种丝状子囊菌基因组比较.构巢曲霉与每个丝状子囊菌基因组之间的同源匹配基因数量似乎可反映子囊菌之间的进化关系,构巢曲霉（10,560个基因）与15种散囊菌纲其他真菌间的匹配基因数量为5,179-7,747个,其中与另外7个同属的种匹配的基因数量为7,434-7,747个,而与亲缘关系较远的2种锤舌菌纲真菌灰葡萄孢和核盘菌的匹配基因数量分别仅有4,318个和4,242个.构巢曲霉的10,560个基因与20余种子囊菌基因组同时匹配的基因数为3,509个,占33.2％,构巢曲霉基因与30种子囊菌共同匹配的基因仅924个.此外,E值大小在10-30_0.1范围的同源序列变异性大,而在0-10-100范围的同源序列高度保守.随着基因组序列数据的增加,比较基因组方法将会在真菌系统学研究领域发挥更大的作用.     

两步PCR介导的Red重组技术快速敲除鼠疫耶尔森菌sRNA及染色体大片段

【目的】利用Red同源重组系统,通过二步PCR法建立一种适合鼠疫耶尔森菌s RNA和大片段染色体基因敲除的方法。【方法】第一步PCR先扩增出目的基因的上、下游同源臂(600–1000 bp)及卡那抗性盒,再以上、下游同源臂及卡那抗性盒等摩尔混合物为模板,通过融合PCR获得含上下游同源臂及卡那抗性盒的线性突变盒,再将此突变盒的PCR产物电转到含有pKD46质粒的鼠疫201菌株,在阿拉伯糖的诱导下,p KD46质粒表达Red重组酶,促使卡那抗性盒替换目的基因,最后对获得的重组克隆进行PCR鉴定。【结果】本研究通过两步PCR法构建600–1000 bp的同源臂,提高了同源重组效率,并将鼠疫菌sRNA RyhB1(108 bp)和RyhB2(106 bp)和染色体大片段47-2(10.4 kb)、47-3(21.6 kb)、47-3a(9.2 kb)及47-3b(6.1 kb)成功敲除。【结论】基于Red重组系统构建的二步法突变技术,是一种简单、高效的精确修饰鼠疫菌s RNA及大片段染色体的方法,适合于鼠疫菌全基因组的基因敲除,为鼠疫菌基因表达与调控、致病和毒力等研究提供有力的工具。     

进化基因组学

进化基因组学是一门刚刚起步的新兴学科,在诞生以来的10余年里取得了巨大的进展。通过基因组数据的比较诠释基因功能、研究生物进化,和通过分析新基因起源研究基因组本身的进化是进化基因组学研究的两大主要内容。它的诞生在生物学各分支学科都产生了巨大的影响,今后必将在人类理解生命起源和发展的过程中发挥越来越重要的作用。     

IS1OO周围序列多态性分析技术的建立及其在鼠疫耶尔森氏菌分型中的应用

建立鼠疫耶尔森氏菌IS1000周围序列多态性（ISCP）分析技术,并探讨其在鼠疫耶尔森氏菌分型中的应用,根据鼠疫杆菌CO92株IS100的基因序列在其两端设计两条向外延伸的引物进行PCR扩增,电泳,获得的指纹图用RAPD,PHYLIP和Treeview软件分析,建立的ISCP分析技术稳定,可靠,利用该技术分析17个生态型的271株鼠疫耶尔森氏菌,扩增结果表明,指纹图有一定的差异,经RAPD,PHYLIP和Treeview分析可分为3个类型,IS100在鼠疫耶尔森氏菌染色体中虽然分布较广,但其周围序列变异较小,在遗传上较稳定,可作为鼠疫耶尔森氏菌的基因标志,研究该菌的分型与进化。     

环境基因组学与毒理基因组学研究进展

环境基因组学和毒理基因组学主要在基因组水平上研究机体对环境因子的应答反应,了解基因-环境交互作用在疾病发生中的作用。环境基因组学和毒理基因组学研究的结合为环境与健康研究开辟了新的方法。本文对环境基因组计划和毒理基因组学的研究目的、内容以及存在的问题和展望进行了综述。     

弯曲菌基因组学的研究进展

弯曲菌是世界范围内引起细菌性胃肠炎疾病的重要人兽共患病原菌,对公众健康造成严重威胁,其流行、传播、扩散的复杂性与基因组的高变异有关.全基因组测序(WGS)是一种基于基因水平的快速简便工具,可快速准确地进行物种鉴定、分析不同个体基因组间的差异、预测细菌耐药和毒力基因以及预测种群演化模型等.本文旨在对近年来全基因组测序在弯...     

高粱基因组学研究进展

高粱是世界上主要的谷物作物之一,是越来越重要的生物燃料作物,是恶性杂草约翰逊草的祖先,同时也是很多具有复杂基因组的热带禾本科植物的植物学模型.因此高粱成为植物基因组学研究的主要对象之一.高粱基因组学研究的丰富历史随着重要的自交系材料BT×623全基因组测序的完成而达到顶峰,这为更好研究高粱基因及其相关功能打下了基础.对甘蔗亚族谷类植物以外的植物的更进一步的基因组特征分析,将有利于发现基因组大小和结构进化的机制,水平和模式,为进一步研究甘蔗和其它重要的经济作物奠定基础.