鼠疫耶爾森氏菌pYC質(zhì)粒的全基因組初步分析.pdf

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

2、偏好進行分析。最后應用斑點雜交的方法，將整個PYC質(zhì)粒設(shè)計為探針，隨機抽取鼠疫近緣菌的腸桿科細菌40余種，對他們?nèi)康腄NA進行斑點雜交。 [結(jié)果] BLAST比對發(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，核酸序列一致性達到89%。序列分析發(fā)現(xiàn)該質(zhì)粒含有兩個基因區(qū)，第一個基因區(qū)可能編碼著一個毒素和反

3、毒素系統(tǒng)RelB&RelE。第二個基因區(qū)可能編碼著一個復制子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。斑點雜交結(jié)果顯示，對隨機抽取的近40余種鼠疫近緣菌全部的DNA進行斑點雜交的結(jié)果均為陰性。 [結(jié)論] BLAST的比對分析認為PYC

4、質(zhì)粒的來源和功能可能與腸桿菌屬細菌相關(guān)。序列分析發(fā)現(xiàn)RepB可能與質(zhì)粒復制有關(guān)。VirB在細菌表面起作用，他指導著大分子進入細胞，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菌結(jié)合機制調(diào)節(jié)大分子在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)移。RelB和RelE構(gòu)成一個毒素和抗毒素系統(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，這一對系統(tǒng)對質(zhì)粒的存在起穩(wěn)定性的作用。密碼子偏好分析認

5、為鼠疫菌在獲得PCP1和PYC質(zhì)粒的時間可能要比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)粒復制與分配相關(guān)的基因，可能作為一個相對獨立的遺傳元件在不同的細菌問傳遞，PYC質(zhì)粒很有可能是通過基因水平轉(zhuǎn)移過程