论文部分内容阅读
志贺菌引起痢疾是世界上尤其是发展中国家重要的传染病之一,福氏与宋内氏志贺菌分别是发展中国家和发达国家的优势菌,本研究运用鸟枪测序(shotgun)方法国际上首次完成了宋内氏志贺菌(Shigella sonnei)Ss046菌株的全基因组测序,并在此基础上对基因组进行了注释并作了初步的基因组分析。它的全基因组的解析将会为志贺菌的研究提供更加丰富的资料,也会为临床治疗、新药物的研制与开发提供有利的支持。
1)、Ss046菌染色体基因组全长4,825,265bp,为一环状结构。共有4434个ORFs,其中基因编码序列(CDS)4224个,占总ORFs的80.5%,与大肠杆菌K-12菌株MG1655(87.3%)相比其基因密度较低,与福氏志贺菌sf301菌株(80.4%)基因密度类似。CDS中3238个与数据库中已知基因或产物具有95%以上的同源性,功能明确;343个为功能不明确的推测ORFs。预测基因中假基因为210个,占总CDS的4.97%,这些假基因由插入、读码框改变、终止突变、序列短截以及上述几种情况组合共同所致。这些假基因原先正常功能主要涉及生长代谢、菌体结构、转录调控、物质转运等方面。
2)、整个染色体基因组G+C含量为51.01%,与K-12 MG1655(50.79%)及Sf301(50.89%)相比无显著差别。核糖体RNA(16S/23S/5S)组成为7/7/8,与K-12及sf301相同。共有20种不同类型的tRNA,但氨基酸编码子有明显的偏爱性。
3)、染色体基因组中IS序列共计396409bp,占整个基因组约8%,共计394个,其中完整的IS为327个,部分IS为67个。共有15种不同类型的IS在基因组中出现,IS1为优势类型,其次为IS600,其中完整的IS21和IS630在志贺菌中首次报道。整个基因组中缺失及插入序列与MG1655相比分别为518bp,490bp,基因组结构与MG1655相比,共有易位、倒置为11处,这主要是由于IS介导的基因重排所导致。
4)、对编码的ORFs按照COGs库进行分类,划分为25个组,其中23个为功能组。发
现其存在着基本代谢途径以及完善的复制、修复、转录和翻译系统。 5)、染色体基因组中有64个与铁元素代谢密切相关基因,存在完善的铁转运系统。同时也发现存在致病岛SHI-2岛。
6)、在染色体基因组中与侵袭性相关的基因主要有ipaH基因,分别为ipaH1、ipaH2、ipaH3、ipaH4、ipaH5等五个完整拷贝。与Sf301基因组中ipaH基因相比,有很高同源性。此外,也包括emrR、yjeG、ompX、ompF、ompA、ompC、ompR、envZ、envY、envR、cpxA、cpxR、stpA等外膜相关蛋白及磷酸激酶蛋白基因,其中OmpR/EnvZ组分调节系统是志贺菌毒力表型的主要调控因子之一。
7)、Ss046菌毒力大质粒pSS-046全长214396 bp,为环状结构,共有241个ORFs,包括毒力及毒力相关基因,0抗原基因簇,复制与保持基因和许多IS元件,其中有117为IS元件或转座酶,57个与致病相关,30个与复制、保持以及其它DNA代谢相关,另外还有未知功能的为38个(15.76%),其中36个与假定蛋白类似,只有两个没有在数据库中找到同源蛋白。与别的志贺菌毒力大质粒不同的是,编码0抗原基因簇的10个ORFs被发现存在于质粒上;一个全新的毒素—解毒剂系统stbDE存在于质粒复制区的下游,该毒力大质粒具有从不同来源的基因组成的镶嵌式特征,提示存在IS介导的重组以及获得外源DNA的历史。
本株全基因组的完成将为全面研究志贺菌的遗传与进化、致病机理、与宿主之间的关系提供详细的基础资料,同时也为床治疗、药物的筛选提供直接的理论指导。