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《南开大学》 2004年
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某些重要人类致病微生物分子进化的研讨

陶江  
【摘要】:志贺氏菌(Shigella)又叫痢疾杆菌,是跟着人类进化而发展起来的重要肠道致病菌,引起人的细菌性痢疾。大肠杆菌(Escherichia coli)又叫大肠埃希氏菌,一些特定的O-抗原血清型引起人类的腹泻与尿道感染(如大肠杆菌O15),严重者可导致肾衰或逝世(如大肠杆菌O157,O111,O121)。志贺氏菌与大肠杆菌的进化方位十分挨近,有许多一起的生化和分子遗传学特征。 O-抗原是革兰氏阴性菌最首要的外表多糖抗原,因为长时间遭到来自宿主的挑选压力,具有十分丰富的多样性,大肠杆菌有166种O-抗原,志贺氏菌有33种O-抗原,其间13种O-抗原为二者所共有。组成O-抗原的基因是研讨分子进化的最好的资料之一。 本文经过对4株志贺氏菌和4株大肠杆菌的O-抗原基因簇的分子判定和对1株十分特别的大肠杆菌的基因组上O-抗原常见位点的分子判定,以及对O-抗原特异基因(糖基搬运酶基因和寡糖单位处理酶基因)序列与对O-抗原基因簇两边序列(持家基因序列和非编码序列)的生物信息学剖析,成果发现: O-抗原多样性能够经过O-抗原基因簇在细菌种属间和种属内的DNA横向搬运构成。痢疾志贺氏菌7型的O-抗原基因簇与一个远缘的水生微生物Shewanella oneidensis的一段外表多糖基因簇在全体水平上有较高的同源性,二者是从一个一起先人进化来的,这是细菌外表多糖抗原基因簇在种属间横向搬运的一个新的典型依据,从前所知道的外表多糖基因簇在种属间的横向搬运都发生在亲缘联系很近的菌中,这是初次发现两个远缘的种属间的外表多糖基因簇的横向搬运。鲍氏志贺氏菌11型与大肠杆菌O105具有相同的O-抗原,二者O-抗原基因簇中的基因和结构也是完全相同的。一起,二者共有一个特别的特征差异于常见的O-抗原基因簇——一个与其它基因方向相反的wzx基因,阐明鲍氏志贺氏菌11型与大肠杆菌O105的O-抗原基因簇是先在二者中的一个菌里构成,又横向搬运到另一个菌里的。这是细菌外表多糖抗原基因簇在种属内横向搬运的一个新的典型依据。刺进序列在细菌发生新的O-抗原方法中也起重要效果,大肠杆菌O3,O15和O57的O-抗原基因簇都是在刺进序列的效果下构成的。O-抗原基因簇两边的持家基因和非编码序列,以及O-抗原基因簇中的刺进序列都能够介导O-抗原基因簇的横向搬运。一起发现O-抗原基因簇中的3类首要基因有着不同的来历和进化前史,O-抗原基因簇是经过其间基因的屡次横向搬运构成的。 本文的研讨还发现: 1.大肠杆菌O57基因组上的O-抗原基因簇常见位点(galF基因和his操作元之间)没有O-抗原基因簇的存在,这是初次发现一株大肠杆菌的O-抗原基因簇没有坐落galF基因和his操作元之间。galF和gnd基因之间存在O-抗原基因的剩余序列、完好的 南开大学博士结业(学位)论文 O一抗原基因簇的调控序列和工S1与H一repeat刺进序列,阐明在大肠杆菌057中ga1F 和gnd基因之间也从前存在过O一抗原基因簇,但伴跟着刺进序列的进入而丢掉了,新 的0一抗原基因簇或许在质粒上或基因组上的其它方位。 2.用隐含马尔科夫的办法构建了新的O一抗原聚合酶和O一抗原转运酶的基序模型,可用于 生物信息学办法更好地对编码这两种酶的基因进行判定。开始判定了2个糖基搬运酶 宗族或许的保存区域,剖析了糖基搬运酶的一级结构、二级结构与高档结构之间的关 系,猜测了一批糖基搬运酶的切当功用,为构建和组成寡糖奠定了根底。 3.判定了对4种志贺氏菌和7种大肠杆菌O一抗原特异的基因,对0一抗原特异基因PCR 办法的特异性和灵敏度在临床别离的大肠杆菌和猪肉中进行了检测,发现0一抗原特异 基因PCR办法有很高的特异性和灵敏度。为树立志贺氏菌和大肠杆菌的分子分型体系 和基因芯片检测渠道奠定了根底。 4.本文判定了3对具有相同O一抗原的志贺氏菌和大肠杆菌,发现它们的O一抗原基因簇也 是相同的,一起经过对H一抗原的特异基因f1了C进行测序,树立了能够区别具有相同 O一抗原的志贺氏菌和大肠杆菌的PCR快速检测办法的根底。 5.判定了80种肺炎球菌中的寡糖单位处理酶基因(二x和即狡犷),并用生物信息学的方 法对其特异性进行了猜测,一起对其间的转运酶基因进行了进化剖析。为树立肺炎球 菌的分子生物学分型体系和分子生物学快速检测渠道奠定了根底。
【学位颁发单位】:南开大学
【学位等级】:博士
【学位颁发年份】:2004
【分类号】:R37

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