基于细胞的抗单增李斯特菌单域重链抗体的筛选及鉴定

【目的】获得针对单增李斯特菌的特异性单域重链抗体,并对筛选过程中特异性克隆的富集规律进行分析,为筛选具有种属特异性的噬菌体展示抗体提供参考。【方法】采用固相筛选技术,以热灭活的单增李斯特菌菌体为抗原,通过四轮常规筛选和一轮消减筛选,从驼源天然噬菌体展示文库中筛选针对单增李斯特菌的单域重链抗体。采用Phage-ELISA法,对后四轮筛选洗脱物中随机挑选的噬菌体进行鉴定,阳性克隆进行基因测序及结合特异性分析。通过多序列比对分析将获得的基因序列进行分组和统计。【结果】成功筛选到2株单增李斯特菌特异性的单域重链抗体。【结论】在优化的筛选条件下,基于全细胞的筛选方法能够获得特异性识别单增李斯特菌的单域重链抗体,消减筛选对于去除非特异性克隆是有效的和必要的。     

天然缺失inlAB的非典型单核细胞增多性李斯特菌生物学特性鉴定

摘要：【目的】 InlA与InlB是单核细胞增多性李斯特菌重要的毒力因子,其介导的黏附作用是细菌建立感染的前提。本研究拟探明天然缺失inlAB基因簇的非典型单增李斯特菌的表型与基因型特征。【方法】针对inlAB天然缺失株S10,进行生化特征、细胞黏附力、小鼠体内毒力、感染相关基因检测、谱系分析等。【结果】 S10株为具有典型单增李斯特菌生化特征的1/2b型菌株,对HeLa细胞的黏附力显著低于其他菌株（p<0.05）,对小鼠毒力较弱。S10缺失inlAB及与其毗邻的lmo0431、lmo0432、lmo0436、lmo0437基因,但具有李斯特菌第一毒力岛中完整的毒力基因构成。S10分布于谱系Ⅰ的进化枝上,与4b型菌株的遗传距离较近。【结论】 S10为单增李斯特菌inlAB天然缺失株代表该类非典型菌株的首次报道。S10具有典型的单增李斯特菌谱系Ⅰ基因背景,inlAB可能通过独立的重组或水平转移事件缺失于基因组。     

单增李斯特菌vip基因缺失菌株的构建与筛选

单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)是广泛存在于自然界及食物中的食源性致病菌,作为胞内寄生菌,它可以引起强烈的细胞免疫,是潜在的优良疫苗载体。vip是单增李斯特菌的毒力基因,与其侵袭能力密切相关。因此构建vip基因敲除株可为单增李斯特菌疫苗载体的研发打下重要基础。从单增李斯特菌EGDe基因组中扩增出vip基因上、下游序列,连接到穿梭载体p KSV7中得到敲除载体p KSV7-Δvip,将其以电穿孔的方式转入单增李斯特菌后,通过同源重组利用氯霉素和温度双重压力筛选得到vip基因的敲除突变株,并对敲除菌株的生长曲线进行分析发现vip敲除对细菌的生长没有显著影响,为进一步研究vip基因功能、单增李斯特的致病机制和疫苗载体的研发提供参考。     

单增李斯特菌vip基因缺失

单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)是广泛存在于自然界及食物中的食源性致病菌,作为胞内寄生菌,它可以引起强烈的细胞免疫,是潜在的优良疫苗载体。vip是单增李斯特菌的毒力基因,与其侵袭能力密切相关。因此构建vip基因敲除株可为单增李斯特菌疫苗载体的研发打下重要基础。从单增李斯特菌EGDe基因组中扩增出vip基因上、下游序列,连接到穿梭载体pKSV7中得到敲除载体pKSV7-Δvip,将其以电穿孔的方式转入单增李斯特菌后,通过同源重组利用氯霉素和温度双重压力筛选得到vip基因的敲除突变株,并对敲除菌株的生长曲线进行分析发现vip敲除对细菌的生长没有显著影响,为进一步研究vip基因功能、单增李斯特的致病机制和疫苗载体的研发提供参考。     

一株ST477型单增李斯特菌的全基因组测序及inlA基因遗传多样性

【背景】单增李斯特菌是一种重要的条件致病菌,不同型别菌株在宿主范围和毒力等方面存在差异。内化素基因inlA在入侵宿主上皮细胞中具有重要作用。【目的】研究单增李斯特菌序列型(Sequence type,ST)为477菌株的基因组特征及内化素基因inlA的遗传多样性。【方法】使用相关软件对测序数据进行多位点序列分型(Mutilocussequencetyping,MLST)、单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)及基因inlA遗传多样性分析。【结果】MLST进化分析结果显示,分离自不同国家的菌株具有较近亲缘关系。以分离自中国食品的ST477型菌株为参考菌株,通过SNP分析表明,加拿大食品中的ST9型菌株发生的突变位点最少(91-93个)。7株复合克隆系(Clonal complex,CC)为9的菌株其inlA基因序列间核苷酸相似性为29.8%-100%。【结论】初步分析了ST477型别菌株的进化及基因组特征,同时研究了部分CC9克隆系菌株inlA基因突变情况,为研究ST477型别菌株的进化及单增李斯特菌的毒力提供基础数据。     

假单胞菌噬菌体基因组学研究进展

假单胞菌属(Pseudomonasspp.)是地球上重要的生态菌群之一,广泛分布于淡水、土壤等生态环境。假单胞菌噬菌体是以假单胞菌为宿主的病毒,不仅影响宿主的生存状况和进化过程,而且在生物物质循环和能量流动中扮演着重要角色。随着基因组测序技术的飞速发展,许多假单胞菌噬菌体的全基因组测序工作已经完成。截至2020年7月,GenBank收录的假单胞菌噬菌体基因组数有247条,占全部病毒基因组(10,069条)的2.45%。由于假单胞菌噬菌体基因组大小差异较大、遗传含量不同、基因组之间相似性较低,因此对假单胞菌噬菌体基因组的研究相对较少。本文主要对假单胞菌噬菌体基因组的特点、遗传多样性和功能基因方面的研究进行了综述,以期为理解细菌和噬菌体的对抗性共进化作用以及噬菌体的遗传进化提供参考。     

单增李斯特菌hfq基因的克隆及分子特征分析

目的:了解单增李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)SB5野毒株ncRNA伴侣分子hfq基因及其编码蛋白质的分子生物学特征。方法:利用PCR方法对hfq基因进行扩增、克隆及测序,对hfq基因分子特征进行分析,预测其编码蛋白质的二三级结构及功能活性位点,对其进行同源性及遗传变异分析。结果:LM hfq基因全长234 bp,编码77个氨基酸,对推导的Hfq氨基酸序列分析发现从N端到C端包含1个α-螺旋及5个β-折叠,具有RNA结合位点及六聚体结合位点。LM-SB5 hfq基因核苷酸序列与李斯特菌属各菌株同源率为94.5~100%,与其他种属细菌同源率为36.19~62.39%。结论:Hfq蛋白具有RNA的结合位点,可能在细菌ncRNA调节基因表达过程中发挥重要作用。     

一株枯草芽孢杆菌原噬菌体Bsu-yong1的基因组分析

【目的】枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是在自然界中广泛存在的革兰氏阳性菌，其抗逆性极强，能抑制大多数有害菌的繁殖，是常用的产酶菌，用其生产的蛋白酶、淀粉酶占全球工业酶产量的50%。原噬菌体（prophage）整合在宿主基因组中，可为宿主提供基因和生物学功能，非常具有研究价值。以往，有关B. subtilis原噬菌体的报道主要集中于缺陷型原噬菌体（defective prophage），本研究对一株非缺陷型活性原噬菌体（active prophage）的基因组进行解析，以扩充对非缺陷型原噬菌体的认知。【方法】使用丝裂霉素C从枯草芽孢杆菌中诱导一株噬菌体，命名为Bacillus phage Bsu-yong1（简称Bsu-yong1）。对Bsu-yong1进行负染、透射电镜（transmission electron microscopy，TEM）观察，用Illumina MiSeq测定其基因组序列、综合运用生物信息学工具对其进行基因功能注释和系统进化分析。【结果】Bsu-yong1与PBSX类缺陷型原噬菌体在形态上相似，但Bsu-yong1具有完整的噬菌体基因组，这与缺陷型原噬菌体不同，后者在包装过程中不能正确包裹自身的基因组，而是随机包裹一段宿主染色体。Bsu-yong1基因组全长为43 590 bp，G+C含量为41%，含有62个开放阅读框（open reading frame，ORF），呈模块化分布。Bsu-yong1拥有基因编码T7SS效应器LXG多态性毒素（T7SS effector LXG polymorphic toxin）、ImmA/IrrE蛋白和SMI1/KNR4蛋白。前二者为细菌毒素（toxin），后者为抗毒素（antitoxin），toxin-antitoxin是细菌免疫系统重要成员，参与菌间竞争与环境适应。此前，尚未有编码LXG polymorphic toxin的基因在噬菌体中被发现和报道。在基于全基因组比对构建的蛋白谱进化树（proteomic tree）中，Bsu-yong1与噬菌体sv105、rho14、vB_BteM-A9Y聚集形成一个独立的进化支（clade），基因组比对显示它们基因组的复制与调控模块具有高度保守性，它们共享29个核心基因（core gene），均具有PBSX样形态特征。Bsu-yong1与其他噬菌体的进化距离较远。将Bsu-yong1与所有噬菌体进行比对，得到的成对序列比较（pairwise sequence comparison，PASC）最大值为46.72%，小于属边界值（70%）。【结论】vB_Bsu-yong1在有尾纲中代表一个新的未知的属；建议构建一个新的科（family），该科由Bsu-yong1与噬菌体sv105、rho14、vB_BteM-A9Y组成。vB_Bsu-yong携带免疫相关基因，它可能有利于宿主在菌间竞争中获胜和适应环境。本研究丰富了噬菌体基因数据库，拓展了对芽孢杆菌活性原噬菌体的认知。     

单增李斯特菌耐药外排泵研究进展

单增李斯特菌是一种重要的人兽共患食源性胞内致病菌,广泛存在于自然环境中且易污染动物性食品,人及动物感染后可引起严重的李斯特菌病,死亡率高达30%。单增李斯特菌通常对多种药物敏感,然而,因不合理使用抗菌药或消毒剂形成的选择压力导致李斯特菌多重耐药情况的报道日渐增多。外排泵蛋白是细菌中一类重要的蛋白,可参与机体多种生物学过程,包括影响细菌对抗生素敏感性、促进有毒化合物泵出、影响细菌毒力等。本文综述了近年来关于单增李斯特菌耐药外排泵的功能及调控机制的研究进展,为深入理解李斯特菌耐药等环境适应机制及有效控制该病原污染传播和筛选抗感染药物新靶点提供理论基础。     

李斯特菌毒力因子及其进化

李斯特菌属包含6个种,毒力各有差异。在细菌耐受外界环境、黏附侵袭及细胞内感染过程中,毒力因子各司其职又相互协作。毒力基因常聚集为毒力岛,其中PrfA依赖型毒力基因簇(LIPI-1)与内化素岛(LIPI-2)是致病种最重要的两个毒力岛。李斯特菌各个种可能来源于同一个携带有完整毒力岛的祖先,在长期进化过程中,通过基因水平转移或重组、整合等事件,演化为目前流行的6个种。噬菌体、转座子、质粒等可能扮演着毒力进化执行者的角色。一些天然非典型菌株是目前研究的热点,如含有LIPI-1的无害李斯特菌和缺失LIPI-1的塞氏李斯特菌,其演化进程可能尚未达到或已超越目前流行的状态,为李斯特菌毒力进化的研究提供了重要线索。     

细菌CRISPR-Cas 系统功能及其与噬菌体相互作用

摘要:近来研究发现,细菌CRISPR-Cas 系统在宿主菌抵抗可移动基因元件(mobile genetic elements,MGEs)的过程中发挥重要作用。CRISPR-Cas还参与宿主菌群体行为和毒力基因调控、DNA修复和基因组进化过程。本文着重综述细菌CRISPR-Cas系统的结构、类型、作用机制及其适应性免疫之外的其他功能(如对内源性基因表达的调控、促进基因组进化、DNA修复等);概述噬菌体抵抗CRISPR-Cas系统的机制,并对噬菌体-宿主菌相互作用进行探讨和展望。     

规律成簇的间隔短回文重复：结构，功能与应用

规律成簇的间隔短回文重复(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPRs)是一类广泛分布于细菌和古菌基因组中的重复结构.最近研究表明,CRISPR与一系列相关蛋白、前导序列一起,为原核生物提供对噬菌体等外源基因的获得性免疫能力,其作用机制可能与真核生物的RNA干扰过程类似.作为基因组中高度可变的区域,CRISPR非常适合成为研究细菌种内分型和微进化的分子靶标.本文综述了CRISPR系统的结构、功能及其应用概况,并对CRISPR研究的前景进行了展望.     

单核细胞增多性李斯特菌OpuCA蛋白介导抗氧化应激和宿主感染研究

【目的】本文旨在研究opuCA基因在单核细胞增多性李斯特菌(单增李斯特菌)生长过程及渗透胁迫下发挥的作用,探究opuCA基因参与细菌抗氧化应激和致病力的生物学功能,为阐明OpuCA蛋白介导细菌环境适应和宿主内感染的机制奠定基础。【方法】利用细菌同源重组方法获得opuCA缺失株及回补株后,通过分子生物学、感染生物学和激光共聚焦技术,研究野生株和突变株的生长能力、抗渗透应激能力、抗氧化应激能力、细胞粘附、侵袭以及胞内增殖能力。【结果】缺失opuCA基因后,李斯特菌体外生长能力并没有受到影响,但在渗透条件下生长能力减弱;opuCA缺失株在铜离子和镉离子中抗氧化应激能力降低,但在巯基特异性氧化剂肼应激中无明显变化;opuCA缺失株在细胞中的侵袭能力显著减弱,且缺失该基因导致细菌聚合actin能力下降,进而影响了细菌在胞间迁移。【结论】本研究首次证实了缺失opuCA基因能降低单增李斯特菌抗氧化应激能力和感染宿主能力,并且在渗透胁迫下细菌生长能力减弱,但具体的分子机制有待深入研究。本研究有助于深入理解单增李斯特菌OpuCA蛋白介导的细菌体外环境适应及宿主内感染的分子机制,为防控单增李斯特菌感染提供...     

一株新的沙门菌烈性噬菌体IME-SAL1的分离、全基因组测序和比较基因组分析

目的:分离鉴定一株沙门菌的烈性噬菌体,观察其形态大小,完成全基因组测序,分析其基因组结构和进化关系,为治疗沙门菌感染提供新的策略和实验依据。方法:以沙门菌SAL95作为指示菌从医院废水中分离噬菌体,分离到的噬菌体经浓缩和纯化后采用透射电镜观察其形态大小,提取噬菌体的基因核酸并完成全基因组高通量测序,分析其全基因组的结构特征,通过比较基因组分析研究其进化关系。结果:从解放军307医院未经消毒处理的废水中分离到一株烈性沙门菌噬菌体。电镜观察显示,该噬菌体头部呈立体对称,有一不收缩的长尾。其基因组全长113 183 bp,比较基因组分析确定该噬菌体为一株新的沙门菌噬菌体,命名为IME-SAL1。结论:从医院废水中分离到一株烈性沙门菌噬菌体IME-SAL1,研究了该噬菌体的分类、基因组结构、进化关系,可为其实际应用提供参考。     

志贺氏菌属鲍氏(S. boydii)亚群基因组组成与进化分析

利用比较基因组杂交法(comparative genomic hybridization, CGH)对志贺氏菌属鲍氏(S. boydii)亚群共18个血清型代表菌株的基因组结构组成进行比较分析, 结果显示, 该亚群基因组的“共有骨架”包含2552个与非致病性大肠杆菌K12同源的ORFs. 比对K12基因组, 该亚群所有菌株基因组共同缺失ORFs为199个, 主要涉及外膜蛋白编码基因和O-抗原合成相关基因, 而属于亚群特异性的ORFs主要以噬菌体基因和未知功能ORFs为主, 一些参与铁离子代 谢、运输和Ⅱ型分泌系统基因在大多数的鲍氏菌株中存在. 以比较基因组杂交法得到的进化分析显示: 鲍氏亚群18个血清型代表菌株可分为4组, 其中13型与其他菌株有较大的差异. 这种分组结果与某些代谢相关的基因分布情况存在对应关系. 通过对该亚群“共有骨架”、缺失基因和株特异基因, 以及进化分类等方面的分析, 以期探索该亚群基因组的进化规律, 并为志贺氏菌属鲍氏亚群的致病机理、疫苗研制和药物开发等方面的研究提供重要线索.     

即食凉拌菜中单增李斯特菌的定量暴露评估

单增李斯特菌污染即食食品的数据来源于前期实验数据,通过对即食凉拌菜中单增李斯特菌的定量暴露评估,了解某市人群因食用即食凉拌菜而患单增李斯特菌病的风险。按照ISO11290-2—1998的检测与计算方法对某市100份试样进行了定量检测,确定初始污染水平; 预测生长模型数据来源于ComBase数据库及前期实验,确定食用时菌的摄入量。采用@Risk5.7软件,定量评估人群因消费即食凉拌菜而患单增李斯特菌病的风险,并进行敏感性分析。结果表明,大约有0.80%的即食凉拌菜中单增李斯特菌量超过风险阈值4,可知市民因食用即食凉拌菜导致单增李斯特菌病的风险较低。敏感性分析结果表明,初始污染水平与单增李斯特菌量的相关性最高,是消费者和食品监管部门需要重视的主要风险控制因素。     

餐饮厨房中单增李斯特菌污染的分布特征及风险分析

为了解餐饮厨房中自制即食食品单增李斯特菌污染状况及厨房内各媒介单增李斯特菌污染的分布特征,并据此分析餐饮厨房中导致即食食品发生单增李斯特菌污染的可能高风险点,在我国3个省份的29个餐饮厨房中采集环境样本及厨房自制餐饮即食食品1 455份进行单增李斯特菌检验。检测结果进行统计学分析,探寻餐饮厨房自制即食食品污染与环境暴露之间的关系。结果显示:餐饮厨房中单增李斯特菌的污染广泛存在,自制即食食品、食品原料与环境样品中单增李斯特菌的检出无差异。针对单增李斯特菌的监测,应关注餐饮环节的污染,凉菜间的冰箱可能成为导致餐饮厨房自制即食食品被单增李斯特菌污染的危险因素。     

鲍曼不动杆菌裂解性噬菌体LZ35的分离及全基因组分析

目的 通过分离鉴定鲍曼不动杆菌噬菌体并进行遗传信息分析,为今后噬菌体用于治疗鲍曼不动杆菌引起的感染提供依据。方法 以鲍曼不动杆菌临床分离株为宿主菌,从医院污水中分离鲍曼不动杆菌噬菌体并进行纯化、电镜观察形态特征、提取噬菌体DNA,进行全基因组测序,分析全基因组的结构特征,比较基因组分析其进化关系。结果 分离到鲍曼不动杆菌裂解性噬菌体LZ35,电镜观察显示,该噬菌体属于有尾噬菌体目肌尾病毒科。基因组全长44 885 bp,G＋C含量为37.95%,含有83个开放阅读框,其中22个编码序列可预测其功能,61个编码序列为未知基因。噬菌体LZ35的基因组与鲍曼不动杆菌噬菌体IME-AB2和YMC-13-01-C62具有很高的同源性（分别为97%和99%）,与鲍曼不动杆菌噬菌体YMC11/12/R1215的进化关系最近。结论 以鲍曼不动杆菌临床分离株为宿主菌,分离到鲍曼不动杆菌裂解性噬菌体LZ35,明确了其形态和基因组特征,为防治噬菌体疗法奠定基础。     

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。     

单增李斯特菌生物膜形成调控机制的研究进展

单增李斯特菌是一种重要的食源性病原菌。单增李斯特菌的分布和存活与其形成生物膜的能力有关,生物膜对逆性环境有抵抗力,细菌会从生物膜中分离导致食品持续性的污染。生物膜的形成、成熟和结构取决于多种外部和内部因素,并且多种调控机制起着重要作用。文中旨在阐述单增李斯特菌生物膜形成过程中的调控机制(包括胞内作用、胞间作用和种间作用),以控制食品加工环境中致病性生物膜的形成,从而为食品安全提供新的干预策略。