短尾噬菌体识别宿主机制的研究进展

噬菌体可以作为抗生素的替代物,用于致病菌的防控和治疗。有尾噬菌体是最常见的噬菌体类型,可以根据尾部形态的不同分为短尾噬菌体、肌尾噬菌体和长尾噬菌体3类。不同噬菌体间不仅具有明显的形态差异,其对宿主细菌的识别机制也不相同。短尾噬菌体由于其较小的基因组长度和相对简单的结构组成,成为研究宿主与噬菌体的共进化关系、以及通过基因工程改造噬菌体的良好模型。本文综述了短尾噬菌体的分类特征及不同短尾噬菌体识别宿主受体的分子机制。通过明确短尾噬菌体的识别宿主机制,有助于对相应噬菌体进行工程化改造,解决噬菌体应用中存在的关键问题,使噬菌体更广泛地应用于生物、医学与食品工业等领域中。     

猪链球菌的烈性噬菌体和前噬菌体

猪链球菌(Streptococcus suis,S.suis)是一种重要的人畜共患病病原,携带有前噬菌体。本文对猪链球菌的烈性噬菌体和前噬菌体的研究现状做了综述,主要包括猪链球菌烈性噬菌体的形态及功能;烈性噬菌体裂解酶的结构及功能;烈性噬菌体末端酶大亚基的活性;前噬菌体的比较基因组学、前噬菌体的裂解酶以及烈性噬菌体和溶原性噬菌体之间的相互转化,并对猪链球菌噬菌体与宿主的相互关系作了展望。     

噬菌体受体及其鉴定方法

目的噬菌体又称细菌病毒,它可以侵入细菌使细菌裂解。噬菌体受体位于宿主细胞表面,能被噬菌体识别并特异性结合。噬菌体受体多种多样,包括细菌膜蛋白、LPS、磷壁酸,也可以是菌毛、鞭毛、荚膜多糖等。噬菌体在微生态平衡、微生物控制等方面具有重要意义,为了更好地研究噬菌体和挖掘噬菌体潜在价值,确定噬菌体受体是十分关键的一步。本研究就细菌噬菌体受体进行分类介绍,并对噬菌体受体鉴定方法进行总结。     

噬菌体抗菌治疗安全性评估体系的建立

人类已经进入后抗生素时代,噬菌体治疗近年来重新备受重视,噬菌体制剂不同于传统抗菌药物,已有对传统抗菌药物的安全性评估体系不适合用于对噬菌体治疗制剂的评估,需要建立对噬菌体治疗安全性评估的体系。本文就噬菌体治疗所涉及的安全性问题进行系统分析研究,通过噬菌体本身的选择、噬菌体制剂制备、制剂形式、制剂给予途径、剂量和频次等,以及噬菌体治疗细菌感染性疾病患者选择等所涉及的安全性和噬菌体治疗对周围微环境的影响等进行全面分析。建立噬菌体治疗安全性评估体系,为噬菌体治疗尽早进入临床奠定基础。     

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。     

1株产L-天冬氨酸酶大肠埃希菌噬菌体分离和生理特性初步研究

对产L-天冬氨酸酶大肠埃希菌噬菌体进行分离和生理特性研究,有助于为生产过程中噬菌体污染的防治提供指导。采用双层平板法对噬菌体进行分离纯化。利用透射电镜观察噬菌体形态。进行噬菌体全基因组测序和比对。通过测定不同处理条件下噬菌体活性,研究温度、pH、有机溶剂氯仿、去垢剂SDS对噬菌体的影响。从噬菌体污染的L 天冬氨酸酶生产菌种大肠埃希菌HY-05C发酵培养液中分离出1株噬菌体。电镜结果表明,该噬菌体由呈多面体对称的头部和极短的尾部构成。基因组测序和比对结果表明,噬菌体与T7样噬菌体的相似性最高。生理特性研究表明,噬菌体对高温和去垢剂SDS敏感,对有机溶剂氯仿不敏感;最适pH为7.0,碱性条件下活力较为稳定,酸性条件容易失活。噬菌体保藏编号为CICC 80001。     

噬菌体作为模式生物在蛋白表达和病毒学方面的应用

近年来,随着噬菌体研究的不断深入,人们逐渐意识到噬菌体巨大的应用潜力。噬菌体表面展示技术、噬菌体抗体库、噬菌体核酸疫苗是将噬菌体作为载体而实现基因型与表型的结合,在病毒学方面噬菌体常被作为模式生物应用于多个研究领域。本文就以上各点作一综述。     

一株肺炎克雷伯菌噬菌体的生物学特性及全基因组分析

【背景】随着抗生素的广泛使用甚至滥用,细菌耐药性问题日益显著,利用噬菌体治疗耐药致病菌的方法重新开始被人们关注。【目的】对一株烈性肺炎克雷伯菌噬菌体vB_KpnP_IME279进行生物学特性研究及生物信息学分析。【方法】以一株多重耐药的肺炎克雷伯菌为宿主菌,从医院污水中分离噬菌体,应用双层平板法检测噬菌体效价、最佳感染复数(Optimal MOI)、一步生长曲线以及裂解谱,纯化后通过透射电镜观察噬菌体形态;应用蛋白酶K/SDS法提取噬菌体全基因组,使用Illumina MiSeq测序平台进行噬菌体全基因组测序,测序后对噬菌体全基因组序列进行组装、注释、进化和比较基因组学分析。【结果】分离到一株新的肺炎克雷伯菌噬菌体,命名为vB_KpnP_IME279;其最佳感染复数为0.1,一步生长曲线显示潜伏期为20 min,平均裂解量140 PFU/cell,电镜观察显示该噬菌体属于短尾噬菌体科(Podoviridae)。基因组测序表明,噬菌体基因组全长为42 518 bp,(G+C)mol%含量为59.3%。BLASTn比对结果表明,该噬菌体与目前已知噬菌体的相似性较低,基因组仅70%区域与已知噬菌体有同源性。构建噬菌体主要衣壳蛋白的基因进化树,分析了噬菌体IME279与其他短尾科噬菌体的进化关系,结果表明该噬菌体是短尾科噬菌体的一名新成员。【结论】分离鉴定了一株新的肺炎克雷伯菌噬菌体,进行了生物学特性、全基因组测序和生物信息学分析,为研究肺炎克雷伯菌噬菌体与宿主之间的相互作用关系以及治疗多重耐药细菌感染奠定了基础。     

宿主菌富集空肠弯曲菌噬菌体培养条件的优化

【背景】开发噬菌体产品是一种防控空肠弯曲菌有潜力的策略,但是面临噬菌体分离的挑战。【目的】运用响应面法对宿主菌富集空肠弯曲菌噬菌体的培养条件进行优化。【方法】通过单因素试验分析培养基、培养温度、培养转速、离子添加剂对噬菌体富集效果的影响,以噬菌体回收率为评价指标,采用响应面法优化了空肠弯曲菌噬菌体的富集培养条件。【结果】在37℃条件下进行静置培养时,噬菌体富集培养效果最佳,回收率为354.12%。分离噬菌体的过程包括采样并制备滤液、宿主菌与样品滤液共培养及噬菌体分离与鉴定等环节。应用此方法从鸡粪便中分离空肠弯曲菌噬菌体,与传统的单斑法相比,噬菌体分离率提高了269.23%。【结论】研究优化的宿主菌富集噬菌体培养方法可提高空肠弯曲菌噬菌体的分离效率,为噬菌体的研究提供思路。     

重组T4噬菌体gp37基因可扩大其在沙门氏菌中的宿主范围

[目的]将T4噬菌体WG01宿主决定区的gp37基因片段,与另一株T4噬菌体QL01的相应基因进行同源重组,从而获得嵌合噬菌体并进行宿主谱分析,为阐明T4噬菌体的宿主谱形成机制以及快速筛选针对特定病原菌的噬菌体奠定了基础。[方法]通过同源重组的方法将WG01 gp37上的8个基因片段分别替换给QL01,用沙门氏菌作为宿主菌筛选嵌合噬菌体,并对嵌合噬菌体进行宿主谱、最佳感染复数、一步生长曲线和遗传稳定性测定。[结果]本研究共获得了5株嵌合噬菌体(QWA、QWC、QWF、QWG、QWFG)。宿主谱试验结果表明,与噬菌体QL01相比,嵌合噬菌体对21株沙门宿主菌分别可以多裂解7、8、4、10和9株菌,即嵌合噬菌体都获得了相对较宽的宿主谱,其中QWG的沙门氏菌宿主菌拓宽最多。生物学特性试验结果表明,嵌合噬菌体QWG生物学特性稳定。嵌合噬菌体QWG经连续传代培养20代,测序分析第1代和第20代嵌合噬菌体尾丝蛋白基因在传代过程中的稳定性,测序结果表明,嵌合噬菌体改造部分的基因能稳定遗传。[结论]用基因改造的方法可以产生宿主谱拓宽且能稳定遗传的嵌合噬菌体,为快速筛选针对特定病原菌的噬菌体提供了可能。     

噬菌体粉剂的制备及抗逆性与稳定性

【背景】细菌耐药已成为全球严重的公共卫生问题,养殖业是细菌耐药性产生的重要源头之一。我国正在全力推进"减抗、限抗、禁抗"战略。新型安全高效的抗生素替代品成为当前养殖业的重要需求。噬菌体因其能有效裂解细菌被认为是一个重要的突破口,但噬菌体作为活体微生物,在保存和使用时存在稳定性差、利用率低等问题。【目的】制备噬菌体粉剂,提高噬菌体的抗逆性和稳定性,为噬菌体在养殖业中的应用提供技术支持。【方法】选用大肠杆菌噬菌体BpEP4,采用嵌段式聚醚F-68包被噬菌体,然后负载于脱脂米糠制得噬菌体粉剂,双层琼脂平板法测定粉剂的噬菌体效价,研究其耐高温性能、pH稳定性与常温保存稳定性。【结果】噬菌体粉剂可以在100℃保持噬菌体的活性,pH耐受范围为2.0-12.0。常温下保存3个月噬菌体效价无明显降低。【结论】粉剂显著提高了噬菌体的抗逆性与稳定性,具有很好的应用价值和推广前景。     

噬菌体特异性抗体对噬菌体治疗的影响

噬菌体治疗已成为当下防控泛耐药细菌感染的重要选择。噬菌体作为含有蛋白和核酸组分的病毒颗粒,经不同途径进入机体后,均能诱导机体产生特异性中和抗体。本文就噬菌体治疗过程中诱导机体产生的特异性中和抗体、抗体的产生规律、抗体是否影响噬菌体治疗疗效,以及可能克服抗体影响噬菌体治疗的方法等进行论述。噬菌体颗粒诱导特异性中和抗体的产生及血清抗噬菌体活性的水平与噬菌体的给予途径、类型和剂量、结构蛋白以及宿主的免疫状态、感染部位、治疗持续时间等均有关,且不同类型抗体产生时间和强度不同,均能中和噬菌体从而降低其杀菌效果。这提示在使用噬菌体治疗耐药细菌感染时,需要探索克服噬菌体中和抗体干扰的方法,或针对机体不同状态及感染类别制定相应的治疗策略,降低诱导机体产生噬菌体特异性中和抗体的风险,以获得最佳治疗效果。     

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...     

宿主菌抗噬菌体机制的研究进展

噬菌体又称细菌病毒,是公认最丰富的微生物,也是最多样性的,这种多样性是适应所面对选择性压力例如普遍存在宿主菌的噬菌体抗性机制。噬菌体通过6步(吸附、注入、复制、转录翻译、组装和释放)侵入细菌并使之裂解,但是当噬菌体感染细菌,就会面临细菌抗噬菌体的机制,宿主菌能够进化出多种抗噬菌体的机制来避免噬菌体的侵染和裂解。本文就对宿主菌抗噬菌体各种机制作一综述。     

中华苜蓿根瘤菌噬菌体的分离及主要壳蛋白基因g23的系统进化分析

【目的】揭示苜蓿根瘤菌噬菌体的形态学特征及主要壳蛋白g23基因的分布地位,为根瘤菌噬菌体的生态学研究提供数据支持。【方法】以中华苜蓿根瘤菌(Sinorhizobium meliloti USDA1002T)为宿主,采用双层平板法分离土壤环境中的苜蓿根瘤菌噬菌体,利用电子显微镜观察纯化的噬菌体形态特征;提取噬菌体DNA,PCR扩增编码噬菌体壳蛋白的g23基因,构建系统进化树,以形态学鉴定和分子生物学相结合的方法,明确分离获得的苜蓿根瘤菌噬菌体g23基因的系统进化地位。【结果】分离获得了3株噬菌体,头部均呈二十面体,直径大小为81–86 nm,尾部有收缩尾鞘,长度大约为54–70 nm。克隆测序结果显示,获得的3株噬菌体g23基因株间相似度较高,但与可培养的Exo T-、Schizo T-、T-、Pseudo T-evens相似度较低。系统进化分析表明,获得的3株噬菌体不隶属于目前已划分的不同环境噬菌体g23基因的分类类群中。【结论】3株噬菌体均属于肌尾噬菌体科的裂性噬菌体,与目前获得的所有噬菌体g23基因相似性较低,属于新的侵染中华苜蓿根瘤菌的噬菌体株。     

噬菌体对黏质沙雷菌感染 BA LB／c小鼠的保护作用

本文旨在观察噬菌体对黏质沙雷菌感染小鼠的治疗作用,为噬菌体疗法应用于细菌性感染提供依据。以黏质沙雷菌为宿主菌,采用双层琼脂噬斑法从污水中分离和纯化裂解性噬菌体。将最小致死量的黏质沙雷菌经腹腔感染BALB／c小鼠后,立即腹腔注射不同剂量的噬菌体,观察动物的生存率并确定噬菌体的保护剂量。在动物感染后的不同时间（0、20、40、60和180 min ）观察噬菌体疗法对动物存活率的影响。将噬菌体和细菌同时或分别注射动物后,分析噬菌体在动物体内的药代动力学。结果显示,经噬斑法从污水中分离出1株裂解性噬菌体（命名为φSM9‐3Y ）,电镜观察发现该噬菌体属有尾噬菌体目肌尾噬菌体科。动物腹腔感染黏质沙雷菌并立即给予噬菌体后发现,当噬菌体的保护剂量为108 PFU／ml时,动物的存活率为100％。动物感染后40和60 min给予噬菌体（1010 PFU／ml）治疗,动物的存活率为60％。药代动力学表明,将噬菌体和细菌同时注入动物体内,在6 h内噬菌体的滴度维持在1010 PFU／ml。结果提示,噬菌体对黏质沙雷菌所致动物腹腔内感染的治疗是有效的,提示针对细菌性感染的噬菌体疗法具有潜在的应用价值。     

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。     

一株新型裂解K63荚膜型肺炎克雷伯菌的噬菌体分离鉴定和生物学特性研究及全基因组分析

[背景]噬菌体具有特定的杀菌能力,对生态和细菌的进化具有重要影响。近年来由于多重耐药细菌的全球出现,噬菌体疗法逐渐引起了人们的关注。[目的]对一株新型裂解K63荚膜型肺炎克雷伯菌的噬菌体vB_KpnP_IME308进行生物学特性研究、测序和比较基因组学的分析。[方法]以一株从临床分离到的肺炎克雷伯菌为宿主菌分离噬菌体,应用双层平板法进行噬菌体最佳感染复数(optimal multiplicity of infection)、一步生长曲线(one-step growth curve)、温度以及pH敏感性实验测定,纯化噬菌体并通过透射电镜观察噬菌体形态;应用标准的苯酚-氯仿提取方案提取噬菌体全基因组,使用Illumina MiSeq测序平台进行噬菌体全基因组测序,测序后对噬菌体全基因组序列进行组装、注释、进化和比较基因组学分析。[结果]分离到一株新型的肺炎克雷伯菌噬菌体,命名为vB_KpnP_IME308;其最佳感染复数为0.001,一步生长曲线结果显示,其感染宿主菌的潜伏期约为20 min,裂解期约为80 min,平均裂解量330PFU/cell;噬菌体vB_KpnP_IME308在4-50℃和pH 5.0-10.0范围内稳定;电镜观察该噬菌体属于短尾噬菌体科(Podoviridae)。基因组测序结果表明,噬菌体基因组全长为43 091bp,(G+C)mol%含量为53.9%,(A+T)mol%含量为46.1%。BLASTn比对结果表明,该噬菌体与目前已知噬菌体基因组仅84%区域有相似性。噬菌体进化树结果表明该噬菌体属于Autographivirinae亚科的Drulisvirus属的成员。[结论]从医院污水中分离鉴定了一株新型的肺炎克雷伯菌噬菌体,表征并分析了噬菌体全基因组序列,这些结果均表明该噬菌体具有开发为抗肺炎克雷伯菌制剂的潜力,为噬菌体治疗多重耐药细菌感染奠定了基础。     

明永冰川三株黄杆菌低温噬菌体的生物学特性研究

对分离自明永冰川地区的3株黄杆菌低温噬菌体(MYSP03、MYSP08和MYTP08)的生物学特征开展了研究,采用氯化铯密度梯度离心法对3株低温噬菌体进行了纯化并系统比较了3株低温噬菌体的形态、宿主专一性、吸附速率、最佳感染复数及一步生长曲线等生物学特性。虽然3株低温噬菌体的宿主均为黄杆菌,但它们在形态及生物学特性上均表现不同。低温噬菌体MYSP03和08为头尾型噬菌体,呈复合结构,二者头部直径与尾管长度明显不同;噬菌体MYTP08与MYSP08形态差异较大,但它们都能感染同一宿主菌,MYTP08为复层噬菌体,衣壳直径为58 nm。噬菌体MYSP03、MYSP08和MYTP08分别在MOI为0.1、10和1时所产生的子代噬菌体数量最多,3株噬菌体的裂解量显著不同,其中MYTP08最大为137。     

细菌与噬菌体的相互抵抗作用机制

噬菌体是地球生物圈里数量最多、存在最久的个体之一,也是应对抗生素耐药细菌感染的极具特点的候选制剂之一。本文分别以细菌和噬菌体的视角,从阻止噬菌体吸附、超感染排除、限制修饰系统、CRISPR­Cas、流产感染等方面综述了细菌抗噬菌体的机制以及噬菌体针对细菌抗性机制的应变。