痢疾桿菌全基因組序列測定與分析

【?2004-01-16 發布?】　臨床報道

    １９９９年１０月起，中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所等６家單位的金奇等１５位科研人員，對我國流行的痢疾桿菌優勢株福氏２ａ痢疾桿菌３０１株進行了致病機理和耐藥機制的研究。

     科研人員從分子水平構建了包括約４萬多個基因組片段克隆的全基因組Ｓｈｏｔｇｕｎ完全隨機文庫、限制性內切酶半定向隨機文庫和ＢＡＣ文庫等三套基因組文庫；使用Ｂｉｇｄｙｅ熒光測序試驗盒、美國ＡＢ１３７７和ＡＢ１３７００全自動序列分析儀，通過一端測序的步驟，測定了３０Ｍｂ（兆堿基對）以上的序列，完成了包括毒力大質粒在內的全基因組序列測定和分析，并利用生物信息學方法，對其結構進行了較為全面和深入的分析研究；用自編的ＧｅｎｏｍｅＣｏｍｐ程序，比較了痢疾桿菌３０１株與已公布的大腸桿菌Ｋ１２和Ｏ１５７間的全基因組學，選擇自行完善的Ｐｅｒｌ－Ｓｃｒｉｐｔ程序，繪制了基因組圖譜。

     研究發現，福氏２ａ志賀菌３０１株全基因組環形染色體全長４６０７２０３堿基對，大質粒全長２２１６１８堿基對。序列資料已輸送Ｇｅｎｂａｎｋ，編號分別為ＡＥ００５６７４和ＡＦ３８６５２６。通過功能注釋與比較基因組學研究，共獲得５００多個新基因，其中近２００個迄今未見報導。對新基因進行結構模擬和功能預測后，所獲數十個編碼外膜蛋白的基因，可以作為有效免疫組分和新的藥物靶位的侯選蛋白，為研制新型疫苗、進行有效防治奠定了基礎。在基因組進行功能注釋的過程中，科研人員發現Ｓｆ２ａ３０１是目前已知含ＩＳ序列最多的微生物，在染色體上發現許多“基因組島”。鑒別了９個可能的“毒力島”，其中７個為國際上首次報導。首次展示了福氏志賀菌、大腸桿菌Ｋ－１２及Ｏ１５７Ｈ７的全基因組比較圖，結果顯示，Ｓｆ２ａ３０１似乎較Ｏ１５７Ｈ７更為接近大腸桿菌Ｋ－１２。與大腸桿菌Ｋ－１２ＭＧ１６５５及ＥＤＬ９３３菌株的比較基因組學分析發現，Ｓｆ２ａ３０１的染色體上存有多個大片段的倒置和移位，可能影響細菌的侵襲與致病性。

     此研究結果共發表論文４篇，撰寫的《微生物基因組學》即將出版。有關基因組學的專利正在進行申報。

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