噬菌体gp17基因2种重组产物的抗菌效应比较

通过重组技术获得大肠埃希菌噬菌体内溶素纯化蛋白和表面展示噬菌体,并观察产物的生物效应。将肠侵袭性大肠埃希菌EIEC 8401噬菌体LSB-1内溶素基因gp17构建到质粒pET300中,并在大肠埃希菌BL21中诱导表达,通过Ni柱纯化系统纯化产物;利用噬菌体展示技术构建T7-LSB-gp17重组噬菌体,通过双层琼脂法纯化噬菌体,并观察2种产物的抗菌效应。2 139 bp的gp17基因通过重组技术表达出78.3 ku的可溶性蛋白,纯化后浓度为2.38 mg/mL,其对EIEC8401有良好的抑菌活性,但对其他试验菌无抗性;通过噬菌体展示技术构建的重组噬菌体T7-LSB-gp17通过SDS-PAGE电泳显示在78 ku处有表达增强,对EIEC8401无感染、裂解作用,但对EIEC8401及其他试验菌有明显溶菌作用,宿主谱增加。通过重组技术获得的噬菌体LSB-1内溶素基因gp17的产物对LSB-1噬菌体原宿主具有明显的抑制效应。其中gp17表达的纯化蛋白具有明显的宿主专一性,重组噬菌体悬液有较宽种类的抗菌作用。这可能是因为gp17蛋白与噬菌体表面复杂空间结构的相互作用产生的生物效应。     

一株新分离的肠杆菌噬菌体的快速遗传鉴定及其宿主识别基因的快速克隆

以大肠杆菌8099为宿主自医院污水中分离出一株肠杆菌噬菌体IME08,其遗传物质经RNA酶、DNA酶处理证实其为DNA,用限制性内切酶处理该DNA证实其为双链DNA。利用随机引物PCR技术扩增并克隆该噬菌体基因组的随机片段,经测序后同源比对,判断该噬菌体是一株新的T4-like噬菌体。根据4株T4-like噬菌体 (T4,JS98,T2及K3) 宿主识别基因 (g37) 5'端的高度保守序列,采用随机PCR与巢式PCR结合的“基因组跳跃”策略快速克隆出了该噬菌体的宿主识别基因g37和g38。     

λRed重组系统用于沙门菌质粒毒力基因spvC敲除株的构建

[目的]利用λRed重组系统敲除沙门菌质粒毒力基因spvC。[方法]首先以质粒p KD4为模板,扩增得到两侧含spvC同源臂、中间为卡那霉素抗性基因的线性DNA片段。再将此线性片段电转入具重组功能的感受态沙门菌菌株,发生重组后,卡那霉素平板筛选阳性转化子。最后利用表达FLP重组酶的质粒p CP20,将FRT位点之间的卡那霉素抗性基因消除,用PCR鉴定。Western Blot检测野生沙门菌和spvC敲除株感染的He La细胞ERK磷酸化水平。[结果]沙门菌质粒毒力基因spvC敲除株构建成功,spvC敲除株感染的He La细胞内ERK磷酸化水平升高。[结论]成功构建沙门菌质粒毒力基因spvC敲除株,验证了spvC基因的功能。     

禽流感病毒核蛋白在噬菌体表面的展示

利用PCR技术,扩增禽流感病毒（AIV）核蛋白基因片段,将其克隆至pR质粒的T4噬菌体SOC基因C末端获得重组质粒pR—np,以此重组载体转化大肠杆菌Escherichia coli2（E2）,用溶菌酶缺陷噬菌体T4-zl感染重组E2菌,重组载体与缺陷噬菌体T4-zl基因发生同源重组,将np基因整合到噬菌体基因组中,用PCR方法筛选重组噬菌体并命名为T4-zl—np。经Western blot免疫电镜与ELISA检测证实,T4-zl-np表达的NP融合蛋白具有免疫学活性。结果表明,AIV核蛋白成功地在T4噬菌体表面展示,为禽流感防治奠定了基础。     

用荧光标记O-I噬菌体快速检测食品源沙门氏菌

[目的]利用O-I噬菌体几乎可裂解沙门氏菌属细菌的特性建立快速检测食品中沙门氏菌的方法.[方法]用核酸荧光染料SYBR gold染料标记O-I噬菌体侵染100株试验菌及120份食品样品菌,荧光显微镜鉴定沙门氏菌;并测灵敏度.[结果]100株试验菌中40株沙门氏菌可见杆状荧光,而10株变形杆菌、20株志贺氏菌、20株大肠杆菌和10株葡萄球菌均无荧光;沙门氏菌检测灵敏度达10 CFU/100 μL;120份食品样品中沙门氏菌的O-I噬菌体检测与生化鉴定结果的阳性率分别为9.17%和10%,符合率为91.7%.[结论]试验表明用荧光标记的O-I噬菌体可以快速、直观、准确、大量地检测食品中沙门氏菌.     

利用λRed重组系统敲除鼠伤寒沙门氏菌sopB基因

利用λRed重组系统敲除鼠伤寒沙门氏菌LT2的(Salmonella enterica serovar typhimurium LT2,S.typhimurium LT2)sopB基因。以pKD4质粒为模板,扩增得到中间带有卡那霉素抗性基因且两端各带有59 bp分别与sopB基因上下游序列同源的同源打靶片段,将其转化至表达Red重组酶的S.typhimurium LT2感受态细胞中;在抗生素压力和λRed重组系统帮助下,同源片段和菌体sopB基因发生同源重组,通过卡那霉素筛选得到带有抗性标记的阳性重组菌;转入重组酶表达质粒pCP20以除去抗性标记,得到保留单一FRT位点的突变菌株;利用PCR技术鉴定重组菌,并通过检测沙门氏菌效应蛋白SopB的分泌以及沙门氏菌感染HeLa细胞后pAKT的激活反应来鉴定sopB基因是否被敲除。构建的ΔsopB突变菌株失去了分泌SopB蛋白的能力,且不能够像野生型菌株那样在感染HeLa细胞的过程中激活pAkt。本研究获得了S.typhimurium LT2的sopB基因缺失突变株,为沙门氏菌感染宿主过程中SopB的功能研究提供工具,同时也为进一步探索其他类型细菌的基因敲除提供了线索。     

一株新型旱獭源性宽谱大肠杆菌噬菌体的分离鉴定及基因组分析

[目的]分离喜马拉雅旱獭肠内容物样本中的噬菌体,并研究其生物学特性和基因组特征。[方法]以大肠杆菌为宿主菌,利用双层琼脂平板法从喜马拉雅旱獭肠内容物样本中分离噬菌体;用透射电镜观察形态特征;测定其最佳感染复数、一步生长曲线、酸碱耐受度及宿主裂解谱等生物学特性,并进行全基因组测序。[结果]从喜马拉雅旱獭肠内容物样本中分离得到一株裂解性大肠杆菌噬菌体,命名为vB_EcoM_TH18,其噬菌斑呈无晕环的透亮圆形,透射电镜观察发现该噬菌体头部直径为(90±5) nm,尾部长度为(115±5) nm;最佳感染复数为1;一步生长曲线显示其潜伏期为10 min,110 min后进入平台期,平均裂解量为15 PFU/mL;在pH 4.5-9.5的范围内具有稳定活性;可裂解多种致病型和血清型大肠杆菌和宋内志贺氏菌,无法裂解沙门氏菌、屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯杆菌及鲍曼不动杆菌;基因组测序结果表明,其基因组长度为133 882 bp,GC含量为39.95%。基因组共注释到210个编码序列(CDS)和13个tRNAs,不含毒力基因及耐药基因。BLASTn比对结果表明该基因组与Avunavirus属噬菌体Av-05同源性为95.17%。基于噬菌体全基因组、主要衣壳蛋白和终止酶大亚基分别构建系统进化树,结果表明vB_EcoM_TH18是一株肌尾噬菌体科(Myoviridae) Avunavirus属的新型噬菌体。[结论]从喜马拉雅旱獭肠内容物中成功分离并鉴定了一株新型宽谱大肠杆菌噬菌体vB_EcoM_TH18,可裂解多种致病型和血清型的大肠杆菌及宋内志贺菌。     

溶原性噬菌体在猪链球菌2型分离株中的检出和鉴定

[目的]为了研究噬菌体整合酶基因在猪链球菌2型(Streptococcus suis type 2,SS2)中的分布情况.[方法]根据噬菌体整合酶基因设计引物,建立了PCR方法,并对扩增产物进行测序.[结果]结果显示,25株SS2致病菌株均扩增出目的片段,非毒力株T15、5株其它血清型猪链球菌及兰氏C群猪源链球菌未扩增出目的片段.经丝裂霉素C诱导后,SS2致病菌株出现完全的细胞溶解,而非毒力株T15未出现溶解.SS2致病株HA9801和ZY05719诱导均产生溶原性噬菌体,分别命名为SS2-HA和SS2-ZY,电镜观察,二者均头部呈正六边形,无尾部,其核酸类型为dsDNA,可鉴定为复层噬菌体科(Tectiviridae)的成员.噬菌体SS2-HA和SS2-ZY整合酶基因序列与已报道的SS2噬菌体整合酶基因序列高度同源,显示SS2噬菌体整合酶具有较高的特异性.[结论]从SS2致病株中检出溶原性噬菌体和噬菌体整合酶基因,且噬菌体整合酶基因与SS2溶菌酶释放蛋白(mrp)等7种毒力相关基因有相关性,表明SS2的溶原性噬菌体可能与其致病性有关.     

鸡白痢沙门氏菌及其噬菌体vB-SpuS-Spp4的分离鉴定

分离鸡白痢沙门氏菌及其噬菌体,对分离到的噬菌体进行生物学特性分析。采用沙门氏菌选择性培养基进行鸡白痢沙门氏菌的分离,并进行特异性PCR鉴定。以鸡白痢沙门氏菌分离株为宿主菌,采用双层平板法进行噬菌体的分离,通过负染法电镜观察噬菌体的形态和大小,并对噬菌体进行裂解谱、最佳MOI、一步生长曲线、对温度、pH、紫外线以及氯仿的稳定性等生物学特性的研究。分离到噬菌体vB-SpuS-Spp4为长尾噬菌体,对29株鸡白痢沙门氏菌的裂解率为100%;最佳感染复数为0.001时噬菌体的效价可达1.47×10~9 PFU/mL。该噬菌体潜伏期为15min,暴发期为45min,暴发量为127;vB-SpuS-Spp4温度耐受性较强,在pH2～13环境中仍有活性。噬菌体vB-SpuS-Spp4对紫外照射不敏感,对氯仿不敏感。噬菌体vB-SpuS-Spp4作为一株烈性噬菌体,对鸡白痢沙门氏菌具有广泛的裂解作用,为临床鸡白痢的噬菌体控制奠定了基础。     

应用噬菌体GH15和K治疗金黄色葡萄球菌感染

[目的]研究金黄色葡萄球菌噬菌体GH15和K的生物学特性及联合用于治疗金黄色葡萄球菌感染的潜力.[方法]通过透射电镜观察噬菌体GH15和K的形态;测定二者的裂解谱和一步生长曲线;通过体外裂解实验和体内治疗实验分别测定单独使用GH15、K及二者混合使用时的裂解能力和对菌血症小鼠的保护效果.[结果]通过电镜观察发现两个噬菌体的外形相似,但GH15的尾部比K的长.GH15裂解谱较宽,可以裂解28株金葡菌,而K仅能裂解7株金葡菌.通过对两株噬菌体感染7株共同宿主菌形成的一步生长曲线进行拟合曲线分析,表明二者对不同宿主菌的增殖趋势是不同的.在体外,混合噬菌体与单个噬菌体的抑菌活性无明显差别;在体内实验中,混合噬菌体表现出优于单个噬菌体的治疗效果,用较低的剂量即可以达到高剂量单个噬菌体的治疗效果.[结论]GH15和K所形成的混合噬菌体在治疗金黄色葡萄球菌感染具有更大的应用潜力.     

驯化噬菌体提高噬菌体对碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌的杀菌能力

【目的】本研究旨在通过驯化提高噬菌体的裂解能力并降低其宿主菌耐受性产生的速度,从而提高对重要病原菌-碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌(carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae, CRKp)的杀菌效果。【方法】以临床CRKp菌株Kp2092为宿主菌,利用双层琼脂平板法从污水中分离噬菌体并分析其裂解谱;对其中的广谱强裂解性噬菌体通过透射电镜观察其形态特征并进行全基因组测序;通过噬菌体-宿主连续培养进行噬菌体驯化,并比较驯化前后噬菌体生物学特性的差异。【结果】分离得到的9株肺炎克雷伯菌噬菌体中,噬菌体P55anc裂解能力强且裂解谱广,透射电镜观察发现其为短尾噬菌体。P55anc基因组全长40 301 bp,包含51个编码序列,其中27个具有已知功能,主要涉及核酸代谢、噬菌体结构蛋白、DNA包装和细胞裂解等。噬菌体P55anc经9 d的驯化后,得到3株驯化噬菌体。驯化后噬菌体杀菌能力增强,主要表现为细菌生长曲线显著下降、噬菌体暴发量增多、裂解谱扩大,且宿主菌对其产生抗性的概率显著降低。与此同时,驯化后的噬菌体在热处理、紫外暴露以及血清等环境下保持较好的稳定性。【结论】利用噬菌体-宿主连续培养的方法可对噬菌体进行驯化和筛选,驯化后的噬菌体杀菌效果更强,且在不同压力处理下的稳定性良好,而细菌产生噬菌体抗性的概率也降低。     

一株铅黄肠球菌噬菌体的生物学特性和全基因组分析

【目的】铅黄肠球菌是医源感染的机会致病菌,可引起危及生命的败血症、脑膜炎等,但针对其噬菌体的研究尚属空白。噬菌体作为细菌病毒,具有宿主特异性。本研究首次分离到可培养的铅黄肠球菌烈性噬菌体,对其基因组序列的分析和其他特征研究为进一步探讨噬菌体与宿主的作用机制及治疗应用提供参考。【方法】噬菌体Ecf_virus_SZ01以健康人粪便中分离的铅黄肠球菌(DO55)作为宿主菌,分离自深圳市南山区未经处理的生活污水样本,利用透射电镜观察噬菌体形态并对其生物学特征和基因组特点进行研究。【结果】透射电镜显示,噬菌体Ecf_virus_SZ01头部直径约为106 nm,尾部直径约为150 nm,尾长且无伸缩性尾鞘,属长尾噬菌体科;该噬菌体的最佳感染复数为0.01;一步生长曲线显示,潜伏期约为30 min,每个受感染细胞产生子代的平均数量为50 PFU/cell;抑菌曲线显示MOI=0.01时对宿主菌具有很好的抑制效果;宿主特异性强,不能实现跨属侵染;测序结果显示其基因组为dsDNA,长度为59 409 bp,GC含量为43.2%;该噬菌体共有102个开放阅读框,BLASTn比对显示该噬菌体与NCBI数据库中其他噬菌体相似性极低。【结论】首次分离到宿主为铅黄肠球菌的噬菌体,具有潜伏期短、裂解能力强、宿主专一的特征,基因组与数据库中现有噬菌体相比十分新颖,并对其生物学特性和基因组进行了分析。     

牛源无乳链球菌长尾噬菌体的特性

【目的】分离鉴定噬菌体,对其生物学特性进行研究,并筛选候选毒株为防控牛源无乳链球菌的感染提供依据。【方法】分别采用从牛奶或环境中分离、溶原菌诱导两种方法分离鉴定无乳链球菌噬菌体,利用双层琼脂平板法纯化。将新分离鉴定毒株与前期已分离鉴定的源自乳腺炎牛奶的无乳链球菌噬菌体JX01进行分析和比较,包括噬菌体透射电镜形态观察、对55株无乳链球菌和其他细菌的宿主谱鉴定、噬菌体基因Eco R I、Sal I、Xba I或Pst I的酶切图谱、最适MOI、吸附曲线和一步生长曲线、不同保存条件下的稳定性等。【结果】分离鉴定的3株噬菌体LYGO9、HZ04和p A11(诱导自牛源菌株HAJL2011070601)与JX01比对分析,结果显示,4株噬菌体均为长尾噬菌体;Eco R I、Sal I、Xba I、Pst I的酶切图谱分获4、3、3或2种带型,显示4株噬菌体为不同毒株;均特异性裂解牛源无乳链球菌,对42株牛源无乳链球菌的裂解率如下:LYGO9为28.6%(12/42)、p A11为31%(13/42)、HZ04为47.6%(20/42)、JX01为54.8%(23/42);同时,LYGO9与p A11、HZ04和JX01分别有共同宿主11、12和11株;HZ04与JX01有共同宿主18株,提示它们具有同源性。LYGO9感染宿主的潜伏期短,仅5 min,平均裂解量为30。分离株在SM液中4°C至少可保存1个月。【结论】分离鉴定的3株牛源无乳链球菌噬菌体均为长尾噬菌体,其中LYGO9潜伏期短、裂解量较大。     

阪崎克罗诺杆菌噬菌体JC01的筛选和特性

【背景】阪崎克罗诺杆菌是一种食源性病原体,摄入受污染的婴儿配方奶粉(powdered infant formula, PIF)常引起新生儿坏死性小肠结肠炎和脑膜炎,对早产儿和免疫功能低下的婴儿健康甚至生命产生严重威胁。噬菌体具有特异性杀菌性,可成为一种新型生物防控制剂预防阪崎克罗诺杆菌和其他食源性致病菌的污染。【目的】从污水中分离出感染阪崎克罗诺杆菌噬菌体,评价其生物学特性、基因组生物信息及在婴儿配方奶粉中杀菌作用。【方法】采用双层琼脂法分离鉴定噬菌体,并测定其酸碱稳定性、温度稳定性、宿主范围和一步生长曲线,透射电镜观察形态,对其基因组进行二代测序和裂解功效测定。【结果】从污水中分离到一株新的能裂解阪崎克罗诺杆菌的噬菌体JC01,具有二十面立体对称头部和非收缩的长尾,噬菌体JC01基因组为双链DNA,由61 736 bp组成,预测有76个开放阅读框(open reading frame, ORF),不含有tRNA,基因组中不含有耐药基因和毒力基因。系统发育分析及基因比对分析显示噬菌体JC01是全新的噬菌体,归类于有尾噬菌体纲(Caudoviricetes)卡金斯病毒科(Casjensviridae)雅昆病毒属(Jacunavirus),被命名为Jacunavirus 01。噬菌体JC01在不同温度(−20-40 °C)和pH 5.0-9.0范围内稳定,且对婴儿配方奶粉污染的阪崎克罗诺杆菌具有良好的杀菌效果。【结论】JC01噬菌体是裂解阪崎克罗诺杆菌的新噬菌体,作为生物安全防控剂在食品生产和加工方面具有很大潜力。     

沙门菌噬菌体抗性菌的筛选鉴定及致病力研究

【目的】筛选鉴定沙门菌噬菌体侵染裂解过程中的抗性菌株,研究抗性菌株的生物学特性及致病力的差异,为解决噬菌体治疗应用中的抗性菌问题提供理论依据。【方法】本研究通过次级感染法和双层平板法筛选沙门菌噬菌体抗性菌,通过生物学特性和毒力基因检测比较宿主菌ATCC 13076及其噬菌体抗性菌株R3之间的差异,并通过小鼠攻毒实验和细胞粘附实验比较致病力强弱。【结果】噬菌体抗性菌株R3的生长速度较宿主菌略慢;生化及毒力基因检测均表明抗性菌株与宿主菌无差异;与宿主菌相比,抗性菌R3的LD50增加了74.8%(P>0.05);对MODE-K细胞粘附能力稍弱,但是差异不显著。【结论】该研究表明,与噬菌体宿主菌相比,噬菌体抗性菌株的生物学特性和毒力基因并没有改变,对小鼠致病力减弱,但是对MODE-K细胞粘附能力差异不显著。     

EAEC噬菌体PNJ1809-11和PNJ1809-13作为环境消毒剂的杀菌效果评估

[目的]分析2株肠聚集性大肠杆菌(EAEC)CVCC232噬菌体PNJ1809-11、PNJ1809-13的生物学特性,并对其作为环境消毒剂的杀菌效果进行评估.[方法]透射电镜下观察PNJ1809-11、PNJ1809-13的形态;通过宿主谱、最佳感染复数(MOI)、一步生长曲线、对pH和温度耐受性的测定分析PNJ18...     

林麝源铜绿假单胞菌噬菌体vB＿PaeM＿PAMD02的生物学特性与全基因组序列分析

【背景】圈养林麝一半以上的死亡是由铜绿假单胞菌引起的化脓性疾病导致。另外,由于细菌的抗性增加,噬菌体是继抗生素后的另一抗菌选择。【目的】以分离自病死林麝肺脏的铜绿假单胞菌为宿主菌分离一株噬菌体,对其进行生物学特性、全基因组序列分析与体内抑菌试验。【方法】通过双层平板法分离纯化一株裂解性噬菌体,测定其裂解谱、最佳感染复数、一步生长曲线、热稳定性、最适生长pH等生物学特性,通过电镜观察其具体形态,进行全基因组测序与序列分析,并进行小鼠体内抑菌试验。【结果】分离到一株裂解性铜绿假单胞菌噬菌体并命名为vB＿PaeM＿PAMD02,该噬菌体具有透明且边缘清晰无晕环的噬菌斑,其裂解谱较窄,最佳感染复数为0.1,裂解潜伏期为40 min,裂解暴发量较高,热稳定性较高,可耐受弱碱环境。其全基因组大小为66 264 bp,GC含量为55.59%,序列注释结果显示该噬菌体具有92个开放阅读框,不含毒力与耐药基因,属于肌尾噬菌体科。小鼠体内抑菌试验结果显示了PAMD02对其宿主菌良好的抑菌效果。【结论】本研究分离的噬菌体PAMD02有较高的裂解效率,对不利环境有较好的耐受性,不含毒力基因与耐药基因,具有应用...     

一株嗜麦芽窄食单胞菌裂解性噬菌体的分离及生物学特性

【背景】嗜麦芽窄食单胞菌是一种广泛存在于医院和自然环境中的条件致病菌,其分离率与耐药率逐年增加。噬菌体是一类能特异性感染并杀灭细菌的病毒。【目的】分离一株新型嗜麦芽窄食单胞菌噬菌体,为临床嗜麦芽窄食单胞菌感染及防控提供补充手段。【方法】以临床分离的嗜麦芽窄食单胞菌为宿主菌,用点板法从医院污水中分离鉴定噬菌体;用双层平板法测定噬菌体效价及一步生长曲线等生物学特性;用透射电镜观察噬菌体形态;提取噬菌体基因组DNA进行全基因组测序,拼接噬菌体基因组并进行注释。【结果】分离到一株嗜麦芽窄食单胞菌裂解性噬菌体,命名为v B＿Sma S＿P11。该噬菌体感染宿主菌的潜伏期小于5 min,快速增殖60 min后达到平稳期,暴发量为100 PFU/cell。透射电镜观察该噬菌体为长尾噬菌体,具有典型的二十面体头和不可收缩的尾部。基因组测序结果表明,该噬菌体基因组全长44 600 bp,GC含量为63.7%,无抗生素耐受基因、毒力基因和t RNA,与NCBI数据库中所有已知嗜麦芽窄食单胞菌噬菌体相比同源性很低。基因组注释显示该噬菌体含有66个开放阅读框(open reading frame,ORF),其...     

The genera of bacteriophages and their receptors are the major determinants of host range

The host range of phages is a key to understand their impact on bacterial ecology and evolution. Because of the complexity of phage–host interactions, the variables that determine the breadth of a phage host range remain poorly understood. Here, we propose a novel holistic approach to identify the host range determinants of a new collection of phages infecting Salmonella, isolated from animal, environmental and wastewater samples that were able to infect 58 of the 71 Salmonella strains in our collection. By using a set of statistic approaches (non-metric dimensional scaling, Bray–Curtis distance, PERMANOVA), we analysed phenotypic (host range on wild-type and receptor mutants) and genetic data (taxonomic assignment and receptor binding proteins) to evaluate the impact of isolation strain and niche, phage receptor and genus on the host range. Statistical analysis revealed that two phage characteristics influence the host range by explaining the most variance: the receptor by 45% and the genus by 51%. Interestingly, phage genus and receptor in combination explained 79% of the variance, establishing these characteristics as the major determinants of the host range. This study demonstrates the power and the novelty of applying statistical approaches to phenotypic and genetic data to investigate the ecology of phage–host interactions.