鼠疫耶爾森氏菌pYC質(zhì)粒的全基因組初步分析.pdf

1、[目的] 應(yīng)用生物信息學(xué)工具和實(shí)驗(yàn)室方法對(duì)鼠疫耶爾森氏菌6KB（PYC）質(zhì)粒的全基因組序列進(jìn)行初步分析并對(duì)其來源、基因組編碼的功能進(jìn)行預(yù)測(cè)。 [方法] 通過美國國立圖書館網(wǎng)站序列比對(duì)搜索工具（BLAST）對(duì)鼠疫菌PYC質(zhì)粒全序列進(jìn)行核酸與核酸、蛋白與蛋白比對(duì)研究。然后應(yīng)用生物信息學(xué)工具對(duì)鼠疫菌PYC質(zhì)粒的全基因組序列進(jìn)行初步分析，并對(duì)其基因和外顯子區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)，研究其中兩個(gè)區(qū)域的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域和功能。同時(shí)對(duì)鼠疫菌PYC質(zhì)粒的密碼子

2、偏好進(jìn)行分析。最后應(yīng)用斑點(diǎn)雜交的方法，將整個(gè)PYC質(zhì)粒設(shè)計(jì)為探針，隨機(jī)抽取鼠疫近緣菌的腸桿科細(xì)菌40余種，對(duì)他們?nèi)康腄NA進(jìn)行斑點(diǎn)雜交。 [結(jié)果] BLAST比對(duì)發(fā)現(xiàn)鼠疫菌PYC質(zhì)粒部分基因與宋內(nèi)志賀氏菌質(zhì)粒pKYM，傷寒沙門菌基因LT2和pIMVS1，大腸埃希菌0157：H7、 K—12、ECOR31株局部基因和編碼蛋白具有同源性，核酸序列一致性達(dá)到89%。序列分析發(fā)現(xiàn)該質(zhì)粒含有兩個(gè)基因區(qū)，第一個(gè)基因區(qū)可能編碼著一個(gè)毒素和反

3、毒素系統(tǒng)RelB&RelE。第二個(gè)基因區(qū)可能編碼著一個(gè)復(fù)制子RepB、結(jié)連轉(zhuǎn)移蛋白VirB6、四型分泌系統(tǒng)T4SS。密碼予偏好分析發(fā)現(xiàn)古老型鼠疫菌的三個(gè)質(zhì)粒中PMT1和PCD1質(zhì)粒的密碼子相似，而與PCP1存有一定的差異，這三者與云南PYC質(zhì)粒的密碼子偏好差異較大，密碼子使用頻率RSCU值存在差異。斑點(diǎn)雜交結(jié)果顯示，對(duì)隨機(jī)抽取的近40余種鼠疫近緣菌全部的DNA進(jìn)行斑點(diǎn)雜交的結(jié)果均為陰性。 [結(jié)論] BLAST的比對(duì)分析認(rèn)為PYC

4、質(zhì)粒的來源和功能可能與腸桿菌屬細(xì)菌相關(guān)。序列分析發(fā)現(xiàn)RepB可能與質(zhì)粒復(fù)制有關(guān)。VirB在細(xì)菌表面起作用，他指導(dǎo)著大分子進(jìn)入細(xì)胞，是Ⅳ分泌系統(tǒng)組成的必需元件。T4SS結(jié)構(gòu)域家族成員是Ⅳ分泌系統(tǒng)組成元件，他們通過一種原始的細(xì)菌結(jié)合機(jī)制調(diào)節(jié)大分子在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)移。RelB和RelE構(gòu)成一個(gè)毒素和抗毒素系統(tǒng)，RelE通過和核糖體的結(jié)合阻止蛋白質(zhì)的翻譯，而RelB和RelE結(jié)合解除了阻止過程，這一對(duì)系統(tǒng)對(duì)質(zhì)粒的存在起穩(wěn)定性的作用。密碼子偏好分析認(rèn)

5、為鼠疫菌在獲得PCP1和PYC質(zhì)粒的時(shí)間可能要比PMT1晚或者說鼠疫菌與PMT1的親緣性要比PCP1和PYC質(zhì)粒的近。而PYC質(zhì)粒有可能是最近才獲得的。斑點(diǎn)雜交發(fā)現(xiàn)該質(zhì)粒只存在于某些鼠疫菌中，說明該質(zhì)粒不是從這些鼠疫菌近緣菌（腸桿科屬菌）獲得的，可能是通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)移等方式從其他外界獲得的。綜合以上的初步分析，PYC質(zhì)粒具有與質(zhì)粒復(fù)制與分配相關(guān)的基因，可能作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的遺傳元件在不同的細(xì)菌問傳遞，PYC質(zhì)粒很有可能是通過基因水平轉(zhuǎn)移過程