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沙门氏菌(Salmonella)是影响世界公共卫生安全的主要食源性病原菌之一,每年给人类健康以及世界经济造成巨大负担。抗生素的大量使用导致了耐药性沙门氏菌菌株的不断产生,因此,沙门氏菌的防控工作显得尤为必要。快速检测方法能够预防食源性病原菌感染,加快食源性病原菌中毒事件中病原体的鉴定,沙门氏菌作为一种主要的食源性病原菌,其快速检测方法的探索与开发具有重要意义。本研究以实验室前期保存的一株沙门氏菌裂解性噬菌体LPST144为研究基础,对其基因组、形态和遗传物质类型进行表征,确定了噬菌体LPST144在目前分类体系下的分类。通过比较基因组学和遗传进化分析预测了噬菌体LPST144的装配、吸附和裂解模式,推测其尾纤维基因为可能的受体结合蛋白,并对其尾纤维进行进一步的研究,采用生物信息学的方法对LPST144噬菌体尾纤维gp38的氨基酸序列特征、遗传进化关系和C末端二级结构进行了分析;通过异源表达和特异性结合能力的检测,验证了尾纤维gp38特异性结合宿主鼠伤寒沙门氏菌(ATCC13311)以及实验中其他受试沙门氏菌的能力,从而得到一个潜在的沙门氏菌检测探针。为进一步分析噬菌体宿主特异性与噬菌体基因组序列的相关性,对噬菌体LPST144所属的Teseptimavirus属下153株噬菌体GC含量、基因组大小、核心基因组和广泛基因组、尾部元件排布进行分析,并探究了核心基因、尾纤维和尾刺的遗传进化关系。为基于噬菌体受体结合蛋白作为检测探针用于沙门氏菌的特异性检测以及宿主范围的定向设计提供了理论依据。本研究的主要结果如下:(1)沙门氏菌噬菌体LPST144基因组分析:LPST144为一株短尾科噬菌体,遗传物质为线状双链DNA。基因组大小为39050 bp,共预测到43个基因,其中27个基因被注释为已知功能;未发现溶原性相关基因、抗生素抗性基因和毒力因子;预测到5条启动子序列,4条终止子序列。LPST144为有尾目(Caudovirales),短尾科(Podoviridae),Autographivirinae 亚科,Teseptimavirus属下的新物种,进化分析以及比较基因组分析推测噬菌体LPST144呈直接末端重复的末端类型,且基因组头部和尾部序列均存在195 bp的重复序列,采取Holin和Endolysin的裂解策略,尾纤维是可能的受体结合蛋白。(2)尾纤维gp38的序列分析及其结合活性研究:对尾纤维序列进行生物信息学分析以及克隆表达并验证其活性。结果表明:LPST144的尾纤维gp38包含646个氨基酸残基,N端具有两个保守结构域,且与T7噬菌体相似度较高;而C末端序列差异极大,存在大量的β折叠结构,与T7噬菌体尾纤维C末端二级结构类似。gp38具有噬菌体受体结合蛋白的多个特点:具有模块化的性质、序列相似性低且C末端富含β折叠结构。进一步将尾纤维基因orf38进行异源表达、纯化,采用全菌包被的ELISA方法检测其特异性结合宿主鼠伤寒沙门氏菌(ATCC 13311)的能力。结果表明实验组在450 nm处吸光值为0.94±0.02,阴性对照组吸光值为0.17±0.01,对宿主菌具有较强的结合能力;且gp38重组蛋白与实验中受试的其他6株不同血清型的沙门氏菌均能结合;采用大肠杆菌(T10)、沙门氏菌外膜蛋白,金黄色葡萄球菌(6538)及PBS缓冲液代替宿主作为对照,吸光值分别为0.58±0.03、0.56±0.01、0.59±0.03和0.53±0.005,实验组与对照组结果具有显著性差异,表明尾纤维gp38具有特异性结合宿主菌以及实验中其他受试沙门氏菌的能力。(3)Teseptimavirus属噬菌体基因组相关性分析:对噬菌体LPST144所属的Teseptimavirus属下153株噬菌体进行基因组GC含量和基因组大小的相关性分析,结果表明假单胞菌噬菌体GC含量为56.8%±0.82%,相较于其他噬菌体更高;弧菌噬菌体GC含量相对较低,为42.7%±0.09%。上述两个噬菌体均与该属下任一其他组噬菌体呈显著性差异,其他组噬菌体均不存在任意两两之间的显著性差异。噬菌体基因组大小并没有呈现出如基因组GC含量中的宿主特异性。对153株Teseptimavirus属噬菌体进行核心基因组和泛基因组分析,结果表明153株噬菌体构建出一个含有606个基因的Teseptimavirus属噬菌体泛基因组。其中核心基因组包含4个基因,表明Teseptimavirus属噬菌体基因组中绝大多数的基因是可变的,基因组高度开放,与外界环境或其他噬菌体发生频繁的遗传物质交换。核心基因组构建的系统进化树中弧菌噬菌体聚集为一簇,假单胞菌噬菌体聚集为一簇,而其他宿主的噬菌体核心基因组并不能呈现出明显的宿主特异性拓扑结构,与基因组GC含量的分析结果保持一致。其中7株沙门氏菌噬菌体聚集为3簇,与耶尔森噬菌体、果胶杆菌噬菌体、肠杆菌属、埃希氏菌属以及沙雷氏菌噬菌体核心基因组相似性相对较高;尾纤维和尾刺构建的系统发育树结果表明未发现严格的宿主特异性,尾纤维基因树结果表明假单胞菌噬菌体聚集为两大簇,弧菌噬菌体聚集为一大簇(除弧菌噬菌体JSF25),沙门氏菌噬菌体尾纤维与埃希氏菌噬菌体尾纤维的序列差异相对较小。尾部元件的排布分析发现Teseptimavirus属噬菌体尾部元件的排布有8种存在形式,该属下75.8%的噬菌体采用尾管蛋白gpll-尾管蛋白gp12-尾纤维的尾部结构模式,不存在同时存在尾纤维和尾刺的情形。