痢疾杆菌全基因组序列测定与分析

【 2004-01-16 发布】　临床报道

    １９９９年１０月起，中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所等６家单位的金奇等１５位科研人员，对我国流行的痢疾杆菌优势株福氏２ａ痢疾杆菌３０１株进行了致病机理和耐药机制的研究。

     科研人员从分子水平构建了包括约４万多个基因组片段克隆的全基因组Ｓｈｏｔｇｕｎ完全随机文库、限制性内切酶半定向随机文库和ＢＡＣ文库等三套基因组文库；使用Ｂｉｇｄｙｅ荧光测序试验盒、美国ＡＢ１３７７和ＡＢ１３７００全自动序列分析仪，通过一端测序的步骤，测定了３０Ｍｂ（兆碱基对）以上的序列，完成了包括毒力大质粒在内的全基因组序列测定和分析，并利用生物信息学方法，对其结构进行了较为全面和深入的分析研究；用自编的ＧｅｎｏｍｅＣｏｍｐ程序，比较了痢疾杆菌３０１株与已公布的大肠杆菌Ｋ１２和Ｏ１５７间的全基因组学，选择自行完善的Ｐｅｒｌ－Ｓｃｒｉｐｔ程序，绘制了基因组图谱。

     研究发现，福氏２ａ志贺菌３０１株全基因组环形染色体全长４６０７２０３碱基对，大质粒全长２２１６１８碱基对。序列资料已输送Ｇｅｎｂａｎｋ，编号分别为ＡＥ００５６７４和ＡＦ３８６５２６。通过功能注释与比较基因组学研究，共获得５００多个新基因，其中近２００个迄今未见报导。对新基因进行结构模拟和功能预测后，所获数十个编码外膜蛋白的基因，可以作为有效免疫组分和新的药物靶位的侯选蛋白，为研制新型疫苗、进行有效防治奠定了基础。在基因组进行功能注释的过程中，科研人员发现Ｓｆ２ａ３０１是目前已知含ＩＳ序列最多的微生物，在染色体上发现许多“基因组岛”。鉴别了９个可能的“毒力岛”，其中７个为国际上首次报导。首次展示了福氏志贺菌、大肠杆菌Ｋ－１２及Ｏ１５７Ｈ７的全基因组比较图，结果显示，Ｓｆ２ａ３０１似乎较Ｏ１５７Ｈ７更为接近大肠杆菌Ｋ－１２。与大肠杆菌Ｋ－１２ＭＧ１６５５及ＥＤＬ９３３菌株的比较基因组学分析发现，Ｓｆ２ａ３０１的染色体上存有多个大片段的倒置和移位，可能影响细菌的侵袭与致病性。

     此研究结果共发表论文４篇，撰写的《微生物基因组学》即将出版。有关基因组学的专利正在进行申报。

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