沙门菌各血清型基因组序列和致病性的比较

论文摘要

沙门菌是一种重要的人畜共患病病原菌,包含约2500种血清型。各血清型有不同的宿主范围,临床表现也不一致。以Typhimurium为代表的绝大部分血清型有广泛的宿主范围,当感染人宿主时可引起急性胃肠炎等症状。但是,血清型Typhi、Paratyphi A专一感染人宿主并引起伤寒症。另有一些血清型(如Choleraesuis)主要感染某一类动物宿主,但偶尔也可感染人类。目前已有若干血清型拥有全基因组序列,但沙门菌研究中的两个核心问题,即沙门菌宿主范围与伤寒症的分子机制,仍未得到解决。本博士论文中通过三个课题比较沙门菌不同血清型的异同,旨在更好阐明以上两个问题。在第一个课题中我们报道了Paratyphi C的全基因组序列。Paratyphi C的基因组与非伤寒血清型Choleraesuis极其相似,而与伤寒血清型Typhi、Paratyphi A差异较大,表明各伤寒血清型以趋同进化的方式获得相似表型。假基因分析同样反映了沙门菌在适应宿主过程中趋同或趋异的功能丢失。由于并没有发现专一存在于伤寒血清型中的基因,我们推测伤寒症相关基因可能存在于许多血清型,但沙门菌的宿主性特点限制其只在有限的血清型中表达。在第二个课题中我们研究了沙门菌毒性质粒的传递方式。tra操纵子的部分或全部丢失使毒性质粒丧失了水平迁移的能力。不同血清型间毒性质粒与染色体的序列差异度吻合,间接证明了毒性质粒垂直遗传的传递方式。在血清型Dublin中有两种不同大小的毒性质粒pSDVr和pSDVu。pSDVr是pSDVu与一个接合质粒pOU1114的重组产物,且具有微弱的接合转移能力。在第三个课题中我们建立了沙门菌和阿米巴的互作模型。阿米巴是一种单细胞原生生物,通常依靠胞吞细菌和真菌摄取营养。但是,沙门菌被吞入阿米巴后仍可在胞内存活并繁殖,而阿米巴被沙门菌感染后存活率显著下降。实验中采用Typhimurium、Typhi和Choleraesuis三种血清型分别与阿米巴互作,它们在胞内的生长曲线基本没有差别。阿米巴被沙门菌诱导杀死后DNA没有出现梯状片段等现象,表明这是一种类似细胞凋亡的死亡方式。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略术语表
• 1 文献综述
• 1.1 沙门菌的血清型分类和宿主性表现
• 1.2 沙门菌的临床表现和危害
• 1.3 基因组特性和进化
• 1.3.1 种外水平的分化
• 1.3.2 种内水平的分化
• 1.3.3 基因组的染色体重排
• 1.3.4 沙门菌的常用分型方法
• 1.4 影响宿主范围的分子机制
• 1.4.1 假基因
• 1.4.2 Typhi和Paratyphi A的重组
• 1.5 致病性的分子机制
• 1.5.1 毒力基因的筛选
• 1.5.2 致病岛
• 1.5.3 毒性质粒
• 1.5.4 菌毛
• 1.5.5 沙门菌在细胞内的表达谱
• 1.6 研究展望
• 2 Paratyphi C全基因组测序及比较基因组学分析
• 2.1 引言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 全基因组测序
• 2.2.2 基因组注释
• 2.2.3 序列比对
• 2.2.4 进化分析
• 2.2.5 软件获取地址
• 2.2.6 比较分析所用序列
• 2.3 结果和讨论
• 2.3.1 Paratyphi C基因组序列概况
• 2.3.2 伤寒沙门菌血清型的分化时间
• 2.3.3 SNP水平的趋同进化
• 2.3.4 假基因的趋同进化
• 2.3.4.1 鉴定假基因的标准
• 2.3.4.2 无用基因数目的估计
• 2.3.4.3 丢失的生物学功能
• 3 毒性质粒的基因组比较
• 3.1 引言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 质粒基因组测序和注释
• 3.2.2 接合转移测验
• 3.2.3 酶切图谱制作
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 pSPCV的序列分析和比较
• 3.3.2 Dublin毒性质粒的分析
• 3.3.2.1 Dublin毒性质粒间的重组
• 3.3.2.2 Dublin毒性质粒和其他沙门菌毒性质粒的比较
• 4 沙门菌和阿米巴的互作
• 4.1 引言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 菌株和培养条件
• 4.2.2 阿米巴与胞内细菌生长曲线的测量
• 4.2.3 核小体DNA的电泳
• 4.2.4 TUNEL检测
• 4.2.5 膜外PS的检测
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 沙门菌和阿米巴的生长曲线
• 4.3.2 沙门菌诱导的阿米巴死亡
• 5 结论
• 参考文献
• 附录
• 附表1:在人伤寒血清型基因组中发现的假基因
• 作者简历