豬鏈球菌噬菌體SMP的溶原轉(zhuǎn)化及前噬菌體的比較基因組學(xué)分析.pdf

1、豬鏈球菌是一種重要的人畜共患病病原，能引起豬的腦膜炎、敗血癥、心內(nèi)膜炎、關(guān)節(jié)炎及肺炎。在人上主要引起人的腦膜炎和心內(nèi)膜炎。同時(shí)豬鏈球菌也是一種攜帶有前噬菌體的重要病原菌。前噬菌體在細(xì)菌基因組中有著廣泛的分布，就目前已完成基因組測(cè)序的細(xì)菌中，大約65％的細(xì)菌基因組中都整合有前噬菌體。有些細(xì)菌攜帶前噬菌體序列將近整個(gè)細(xì)菌基因組容量的20％。并且越來越多的研究發(fā)現(xiàn)許多病原菌的毒力因子都是由其攜帶的前噬菌體所編碼的。而豬鏈球菌噬菌體的研究則比較

2、少，目前報(bào)道的豬鏈球菌噬菌體的全基因組只有2株，一株烈性噬菌體SMP的全基因組和一株前噬菌體ΦSsUD.1的全基因組。野生型豬鏈球菌與攜帶有前噬菌體的溶原菌的比較分析，及豬鏈球菌前噬菌體基因組學(xué)的比較分析有助于揭示豬鏈球菌致病性、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性及演化進(jìn)程。
　　1.豬鏈球菌2型溶原菌株的構(gòu)建及其特性鑒定
　　豬鏈球菌根據(jù)莢膜多糖的種類分為33個(gè)血清型，其中豬鏈球菌2型是臨床上分離最多的型。但是目前對(duì)豬鏈球菌的毒力因子及致病機(jī)理

3、的研究仍然不夠深入，而噬菌體則為豬鏈球菌的研究開拓了一個(gè)新的方向。將豬鏈球菌的烈性噬菌體SMP整合到其宿主SS2-4的基因組上，構(gòu)建了一株含有前噬菌體的溶原菌SS2-4。將野生型SS2-4和溶原型SS2-4各方面的特性作了比較，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于野生型SS2-4，溶原型SS2-4對(duì)斑馬魚的毒力有明顯的增強(qiáng)，并且對(duì)溶菌酶的敏感性也提高了7倍。
　　2.豬鏈球菌前噬菌體的誘導(dǎo)，分布及基因組測(cè)序?qū)商m獸醫(yī)中心研究所保存的56株1，2，7，9型的

4、豬鏈球菌菌株進(jìn)行誘導(dǎo)，結(jié)果誘導(dǎo)出兩株前噬菌體，分別為phi5218和phiNJ2，并對(duì)這兩株噬菌體進(jìn)行了全基因組測(cè)序。同時(shí)對(duì)研究所內(nèi)部測(cè)序的豬鏈球菌基因組及NCBI上公布的豬鏈球菌基因組進(jìn)行分析，共預(yù)測(cè)出8個(gè)完整的前噬菌體基因組，分別為phi7917，phi20c，phi30c，phi891591，phiS10，phiSS12，phiST1，以及phiD12。對(duì)這10株前噬菌體的基因組進(jìn)行了初步分析，它們的基因組為大小33，516到63

5、，748bp的雙股DNA，GC含量為39.4％到41.8％，并由48到67個(gè)ORF組成。并對(duì)其中5株前噬菌體及烈性噬菌體SMP在豬鏈球菌菌株中的分布做了調(diào)查，結(jié)果顯示豬鏈球菌的前噬菌體主要分布在9型菌株中。
　　3.豬鏈球菌前噬菌體的比較基因組學(xué)分析
　　已知豬鏈球菌是一種攜帶前噬菌體的病原菌。迄今為止，報(bào)道的豬鏈球菌的噬菌體全基因組只有2株，一株豬鏈球菌烈性噬菌體SMP的全基因組和一株豬鏈球菌前噬菌體ΦSsUD.1的全基因

6、組。對(duì)1，2，7，9及1/2型豬鏈球菌中的前噬菌體的基因組進(jìn)行了比較分析。所有的前噬菌體的基因組都可以含有5個(gè)功能模塊:溶原模塊，復(fù)制模塊，包裝模塊，形態(tài)結(jié)構(gòu)模塊和裂解模塊。這些基因組中，有大量的未知功能基因。根據(jù)比較基因組學(xué)的分析，可以將這些基因組分為5類，其中第1，2，3類的基因組序列之間具有較大的相似性，而第4類和第5類基因組序列則與其他類之間差異較大。在基因組的結(jié)構(gòu)，宿主菌的血清型和它們分離的地理位置之間沒有發(fā)現(xiàn)明顯的相關(guān)性。在

7、這些前噬菌體的基因組中還發(fā)現(xiàn)了一些毒力基因，如毒力相關(guān)蛋白E(virulenceassociatedproteinE)，毒素-抗毒素系統(tǒng)(toxin-antitoxinsystem)，DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNAmethyltransferase），Clp蛋白酶（Clpprotease，ClpP）等，這表明這些前噬菌體可能與宿主細(xì)菌的毒力相關(guān)。
　　4.豬鏈球菌前噬菌體phi5218，phiNJ2和phi7917的裂解酶的克隆表達(dá)及溶