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霍乱是由霍乱弧菌引起的急性肠道传染病,是我国法定的甲类传染病之一。从1961年起始至今的第七次大流行是由01群霍乱弧菌El Tor生物型所引起,至今已波及世界五大洲的140个国家和地区。在我国,高守一等人建立了El Tor生物型霍乱弧菌噬菌体-生物分型方案,该方案可以成功地将霍乱弧菌区分为流行株和非流行株,在疾病控制工作中可以对两类菌株区别对待,分类控制,具有重要的实用价值,并已在国内得到了广泛应用。
本研究对霍乱分型噬菌体VP3进行了基因组学和功能基因组学研究。采用鸟枪法随机克隆测序和引物步移测序相结合的策略,对VP3的全基因组进行了序列测定和拼接,并进行了初步的生物信息学分析。VP3属T7家族短尾噬菌体,基因组为线性双链DNA,长39505bp,G+C含量为42.62%。起始密码子为ATG和GTG,终止密码子为TAA,TAG和TGA。预测存在52个编码基因和17个保守的启动子序列。根据序列比对以及基因功能和分类,VP3基因组编码基因有序排列,可分为早中晚三期。噬菌体基因组包装紧密,91.4%的碱基参与编码一或两种蛋白质,有17个基因与相邻基因存在着编码序列的重叠现象。双向蛋白电泳和质谱分析表明,噬菌体成熟颗粒主要由主要/次要衣壳蛋白组成,并存在头尾连接蛋白、衣壳组装蛋白和病毒内部蛋白C。
对基因功能的验证以及基因调控和基因表达时序性的确定,是基础研究中的一个热点。对VP3的启动子表达时序进行了研究,建立了一种高通量的连续实时监测系统。利用Rluc基因作为报告基因,在报告基因的上游克隆连接不同的VP3启动子区,将目的质粒转入霍乱弧菌中,利用VP3感染宿主菌,目的质粒上的VP3启动子区及报告基因被转录表达,测定报告基因转录产物与底物反应发出的荧光信号的值,以没有VP3感染时同一克隆子作为阴性对照,可以确定各启动子的启动时间及启动子强度。利用该方法可以在不裂解细胞的情况下,对噬菌体和宿主菌的相互作用以及基因的表达调控进行实时连续监测,具有很好的应用前景。该方法具有良好的可重复性,对启动时间的测量,5次重复实验的平均误差为17.7%。对启动子强度的测量,5次重复实验的平均误差仅为8.3%。
为研究VP3在霍乱弧菌中的受体以及裂解相关基因,本研究采用转座子pUTkm2插入失活技术,以VP3裂解的霍乱全测序菌株N16961为出发株,筛选由于转座子的插入失活导致的VP3抗性株。在9100株转座突变株中有7株表现为VP3抗性,确定了4株VP3抗性转座突变株的转座子插入位点。结果提示,在El Tor型霍乱弧菌细胞外膜中,由wav基因簇编码的与菌株毒力有关的脂多糖核心寡聚糖(core oligosaccharide OS)成分以及细胞膜的Ca<’2+>/Na<’+>antiporter可能是VP3的受体。而ATP依赖的RNA螺旋酶可能与VP3对宿主的感染及裂解循环相关。
C群脑膜炎奈瑟氏菌新克隆群ST-4821的鉴定
2003-04年和2004-05年,在我国的安徽省发生了C群脑膜炎奈瑟氏菌引起了流脑爆发流行。两个流行季节分别有五次爆发和43个、29个爆发相关病例。为控制疫情的流行和扩散,我们利用脉冲场凝胶电泳(PFGE)和多位点测序分型(MLST)方法对分离的流脑菌株进行了分子分型。
在106株实验菌株中,有89株具有完全相同的AH1脉冲场带型(PT)。其他菌株分别为从AH2到AH15共14种不同的带型,其中AH2、AH3和AH4与AH1带型菌株高度相关,其相似性为85.3%。MLST分型发现了从ST-4820到ST-4823共四种新的序列型。在进行MLST分析的28株菌中,有25株菌是完全相同的ST-4821序列型,该序列型以前在世界范围内还没有发现,而且不属于已知的任何能引起爆发流行的高致病流脑克隆群,聚类分析发现,ST-4821可以与其他几个在国内及台湾等地存在的ST型形成一个新的ST-4821克隆群。有一株PT型为AH1的菌株其ST分型为ST-4820,ST-4820与ST-4821的7个等位基因序列中有6个相同。一株PT型为AH8的菌株的ST分型为ST-4823,与ST-4821的7个等位基因序列中有5个不同。因此,2003-05年在我国安徽省引起流脑爆发的是一种新的ST-4821克隆群。需要密切监测该克隆群菌株进一步的传播和流行。