鼠疫与假结核耶尔森菌基因组比较分析

为了在流行静息期间建立鼠疫监测,比较自网上下载的10株鼠疫菌及3株假结核菌的全基因组序列。发现依照鼠疫菌CO92株划分的68个"板块",67个在假结核菌中完整或大部出现,确定了这些板块在假结核菌基因组中的连接顺序。确定了假结核菌具有与鼠疫菌同样的7拷贝rRNA基因簇,并由此引起最初的基因组重排。假结核菌与鼠疫菌分野前已在16个位置插入了4种插入序列,这些插入序列在假结核菌中尚未引起重排。确定了20处鼠疫菌特有的"疫岛(PeI)"与39处假结核菌特有的"假岛(PsI)"序列,这些序列可在监测中遇到非典型菌株时,用于鉴别鼠疫菌与假结核菌。     

鼠疫菌基因组“默认编码序列”数据库的建立与初步研究

目的对8株鼠疫耶尔森菌全基因组间编码序列进行比对,寻找鼠疫菌中最普遍存在的编码序列,建立"默认编码序列"数据库。方法应用Blast软件、Perl编程及Excel软件等,对8株已测序全基因组编码序列进行比对和统计。结果建立了"默认编码序列"数据库,共有4271个编码序列。其中8株鼠疫菌核苷酸(氨基酸)完全一致的编码序列为1176个;对应的编码序列只存在1种"默认编码序列"的是2465个;存在2种"默认编码序列"的是630个。结论 "默认编码序列"数据库是鼠疫菌中最普遍存在的编码序列集合,为进一步深入研究鼠疫菌的遗传特征提供了可靠信息。     

鼠疫菌基因组学研究进展

不同来源鼠疫菌株和假结核菌的测序完成,为我们通过比较基因组学手段对鼠疫菌进行研究提供了前所未有的机遇。本文通过对鼠疫菌基因组间及其与假结核菌基因组的分析比较,从全基因组的水平描述了鼠疫菌的基本特征,并论述了目前以比较基因组学为手段,从基因组水平来探讨鼠疫菌在编码序列、基因组重排、毒力基因、生境适应、种间种内进化等方面的研究现状。     

鼠疫耶尔森菌基因组重排研究进展

介绍细菌基因组重排现象的发现、特点以及重排后对细菌遗传和进化所产生的影响。经研究发现鼠疫菌基因组中的插入序列和重复序列是造成鼠疫菌基因组频繁重排的重要原因,不同来源鼠疫菌基因组的重排有一定的规律性,它们之间的遗传学距离以及基因之间相应的连接方式是识别和鉴定鼠疫菌的重要指标。     

利用基因芯片技术分析空肠弯曲菌的遗传特征

目的 为分析我国弯曲菌遗传特征,本研究根据已发表多株弯曲菌的全基因组测序特征及比对结果自行设计基因芯片,利用芯片对我国不同宿主来源菌株进行遗传特异性分析。方法 根据前期基因组水平比对分析的结果,利用Combimatrix tilingCustomArrayTM 90K芯片,设计DNA芯片。芯片包含已测序菌株 ICDCCJ07001、269.97、NCTC11168、81-176、81-116和RM1221共3384个CDS的探针序列,以及空肠弯曲菌耐药及致病性相关2个质粒共80个CDS的探针序列,与脂寡糖的合成相关基因簇16种共219个CDS的探针序列、荚膜多糖合成相关基因簇7种共160个CDS的所有序列。对我国不同宿主来源27株分离菌株提取DNA,利用芯片进行杂交,获得杂交信息并分析不同菌株CDS分布特征分析及聚类特点。结果 中国菌株的主要变异区域主要存在于与脂寡糖、荚膜多糖合成相关的基因簇、鞭毛修饰相关的基因簇、DNA限制/修饰相关的基因簇以及空肠弯曲菌Mu样噬菌体基因簇。基因组水平不同来源菌株CDS分布的聚类结果没有发现显著的宿主归因特点,但GBS相关菌株脂寡糖合成相关基因组成具有共性特征。结论 通过验证以及与过去研究的比较,本次研究中的基因芯片技术结果准确可信,本研究所用基因芯片在分析空肠弯曲菌基因多态性方面具有很好的优势,可用于弯曲菌遗传特征和重要毒力因子的分析和检测。     

首株分离自云南元谋猫的鼠疫噬菌体裂解谱及基因组学特性研究

  目的  以云南元谋鼠疫疫源地指示动物猫中分离到的一株鼠疫噬菌体为研究对象，通过观察其形态，并对其裂解谱及基因组特性进行研究，进一步丰富云南省鼠疫噬菌体数据库。  方法  将鼠疫疫苗株EV76作为宿主菌，采用双层琼脂平板法从云南省鼠疫疫源地指示动物猫肛拭子中分离纯化噬菌体并测定其效价，利用透射电子显微镜观察其形态，单层平板法观察鼠疫噬菌体YMM68对66株菌在室温（约18～22 ℃）、28 ℃、37 ℃的裂解能力，提取该株鼠疫噬菌体的DNA进行二代测序，并利用生物信息学软件分析其基因组的特征与功能。  结果  分离得到一株鼠疫噬菌体，将其命名为YMM68。 该株鼠疫噬菌体噬菌斑清晰、大小均一，直径在（0.7～1.4）mm，透射电子显微镜观察其具有正二十面体头部和收缩性的尾部，其在室温（18～22 ℃）、28 ℃、37 ℃ 3个温度下均能裂解受试的鼠疫菌，还能裂解福氏志贺菌2a，其余的受试菌株不能被裂解。 鼠疫噬菌体YMM68的基因组全长46 902 bp，G＋C含量为50%，并发现YMM68的基因组上共编码71个蛋白，不编码tRNA基因，未发现抗生素抗性基因。  结论  首次从云南元谋鼠疫疫源地指示动物猫中分离到一株鼠疫噬菌体，该株鼠疫噬菌体属于肌尾噬菌体，具有一定的裂解宽度，根据其裂解谱特性及基因组特性研究，具有一定的潜在应用价值。     

青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫疫源地鼠疫耶尔森菌遗传特征分析

目的 研究青藏高原喜马拉雅鼠疫疫源地那曲和比如地区鼠疫耶尔森菌（鼠疫菌）菌株的分子分型特征,确定具有该分型特征的鼠疫菌在青藏高原鼠疫疫源地的分布情况。方法 应用板块重排、差异区段分析、间区规律短回文重复、多位点可变数目串联重复序列分析方法对分离自青藏高原地区、四川省、云南省的98株鼠疫菌进行分析。结果 那曲和比如地区的鼠疫菌菌株中第57~60板块的排列方式与测序菌株Z176003一致,在其他实验菌株中未发现该重排特征。结论 分离自那曲和比如的鼠疫菌菌株具有独特的分子分型特征,该特征在本地区的菌株中普遍存在,且菌株多态性持续分化。     

衣壳蛋白和甲基转移酶对戊型肝炎病毒的基因分型

目的探讨人戊型肝炎病毒(HEV)的部分编码区序列能否作为其基因组分型的依据。方法从GenBank中查找并下载全基因组测序完整的能感染人类的HEV基因组及蛋白序列共35株,用Clustal W程序对35株HEV全序列以及部分编码区序列进行多序列比对,并用treev 32绘制基因进化树,研究其进化关系。结果HEV的基因组全长7.5kb;而衣壳蛋白和甲基转移酶的编码序列分别为1 982bp和545bp,这2种蛋白的多序列比对和进化分析结果与完整基因组的分型结果相符。结论衣壳蛋白和甲基转移酶可作为HEV的分型依据,且是一种更简便、快捷的方法。     

云南省鼠疫耶尔森菌多位点可变数目串联重复序列分析

目的 通过多位点可变数目串联重复序列分析(multiple-locus variable-number tandem-repeat analysis,MLVA)方法,对云南省鼠疫菌株进行基因分型。 方法 采用聚合酶链反应(PCR)和毛细管电泳,通过BioNumerics软件进行处理,分析云南省158株鼠疫耶尔森菌基因型。 结果 选取鼠疫菌的14个VNTR位点,5个VNTR位点对云南省鼠疫菌具有多态性分析意义,利用这5个位点对云南菌株进行分析,云南158株鼠疫菌可分为2个群,3个簇,5个基因型,野鼠鼠疫菌属于A簇,丽江玉龙鼠疫菌属于B簇,家鼠鼠疫菌属于C簇,与传统的生态分型结果吻合。 结论 本次试验筛选的5个位点可以用于云南省鼠疫菌的分型,云南家鼠鼠疫菌、野鼠鼠疫菌及玉龙鼠疫菌分属不同的基因簇,玉龙鼠疫菌与野鼠鼠疫菌同属一个群,聚类结果与实际的地理相关性很好。     

福氏志贺菌gtrI基因突变导致的血清型回复转换

目的 研究携带O抗修饰基因gtrI的福氏志贺菌Y血清型菌株特征。方法 采用血清型多重聚合酶链反应(PCR)分型方法检测携带gtrI基因但I型抗原表位阴性的福氏志贺菌Y血清型菌株,并对其gtrI基因簇进行序列分析,对其基因组进行脉冲场凝胶电泳(PFGE)分析。结果 5株福氏志贺菌基因组携带gtrI基因簇,但是I型抗血清凝集阴性,表现为Y血清型特征;测序发现这5株菌株中的gtrI基因均发生了功能失活性突变;PFGE分析显示这5株菌株与福氏志贺菌血清型1a菌株具有相同或相近的PFGE带谱。结论 携带O抗修饰基因gtrI的福氏志贺菌Y血清型菌株来源于血清型1a。     

Approaches to species-specific typing of double mixed cultures comprising pseudotuberculosis bacteria and atypical plague bacillus strains

The species relevance of atypical Yersinia strains was determined by various microbiological, immunological, and genetic (including polymerase chain reaction) tests. These strains were shown to represent mixed cultures of Y. pseudotuberculosis serovariant O1b and Y. pestis var antiqua. Identification-resistant cells with atypical properties and plasmid segregation were found in the populations of Y. pestis strains. Analysis of different diagnostic tests revealed the most reliable ones selected for the identification of atypical Y. pestis strains with unstable genome.     

Real-time PCR assays targeting a unique chromosomal sequence of Yersinia pestis

BACKGROUND: Yersinia pestis, the causative agent of the zoonotic infection plague, is a major concern as a potential bioweapon. Current real-time PCR assays used for Y. pestis detection are based on plasmid targets, some of which may generate false-positive results. METHODS: Using the yp48 gene of Y. pestis, we designed and tested 2 real-time TaqMan minor groove binder (MGB) assays that allowed us to use chromosomal genes as both confirmatory and differential targets for Y. pestis. We also designed several additional assays using both Simple-Probe and MGB Eclipse probe technologies for the selective differentiation of Yersinia pseudotuberculosis from Y. pestis. These assays were designed around a 25-bp insertion site recently identified within the yp48 gene of Y. pseudotuberculosis. RESULTS: The Y. pestis-specific assay distinguished this bacterium from other Yersinia species but had unacceptable low-level detection of Y. pseudotuberculosis, a closely related species. Simple-Probe and MGB Eclipse probes specific for the 25-bp insertion detected only Y. pseudotuberculosis DNA. Probes that spanned the deletion site detected both Y. pestis and Y. pseudotuberculosis DNA, and the 2 species were clearly differentiated by a post-PCR melting temperature (Tm) analysis. The Simple-Probe assay produced an almost 7 degrees C Tm difference and the MGB Eclipse probe a slightly more than 4 degrees C difference. CONCLUSIONS: Our method clearly discriminates Y. pestis DNA from all other Yersinia species tested and from the closely related Y. pseudotuberculosis. These chromosomal assays are important both to verify the presence of Y. pestis based on a chromosomal target and to easily distinguish it from Y. pseudotuberculosis.     

Cethromycin-mediated protection against the plague pathogen Yersinia pestis in a rat model of infection and comparison with levofloxacin

The Gram-negative plague bacterium, Yersinia pestis, has historically been regarded as one of the deadliest pathogens known to mankind, having caused three major pandemics. After being transmitted by the bite of an infected flea arthropod vector, Y. pestis can cause three forms of human plague: bubonic, septicemic, and pneumonic, with the latter two having very high mortality rates. With increased threats of bioterrorism, it is likely that a multidrug-resistant Y. pestis strain would be employed, and, as such, conventional antibiotics typically used to treat Y. pestis (e.g., streptomycin, tetracycline, and gentamicin) would be ineffective. In this study, cethromycin (a ketolide antibiotic which inhibits bacterial protein synthesis and is currently in clinical trials for respiratory tract infections) was evaluated for antiplague activity in a rat model of pneumonic infection and compared with levofloxacin, which operates via inhibition of bacterial topoisomerase and DNA gyrase. Following a respiratory challenge of 24 to 30 times the 50% lethal dose of the highly virulent Y. pestis CO92 strain, 70 mg of cethromycin per kg of body weight (orally administered twice daily 24 h postinfection for a period of 7 days) provided complete protection to animals against mortality without any toxic effects. Further, no detectable plague bacilli were cultured from infected animals' blood and spleens following cethromycin treatment. The antibiotic was most effective when administered to rats 24 h postinfection, as the animals succumbed to infection if treatment was further delayed. All cethromycin-treated survivors tolerated 2 subsequent exposures to even higher lethal Y. pestis doses without further antibiotic treatment, which was related, in part, to the development of specific antibodies to the capsular and low-calcium-response V antigens of Y. pestis. These data demonstrate that cethromycin is a potent antiplague drug that can be used to treat pneumonic plague.