基于芯片的猪链球菌比较基因组学研究

来源 :中国疾病预防控制中心 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zzc2001
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猪链球菌是重要的人兽共患致病菌,可感染猪和人引起猪链球菌病并导致脑膜炎、败血症等严重临床表现。不同来源的猪链球菌致病力有明显差异,一些菌株具有更强的毒力。根据猪链球菌相关毒力相关因子的有无,猪链球菌病的流行病学,以及动物实验研究,致病性猪链球菌可分为中等致病株,高致病株,流行株。并且,通常认为能够引起人猪链球菌病散发和暴发流行的菌株具有高致病性。猪链球菌的多位点序列分型(MLST)方案可将猪链球菌至少分为181个序列型(ST),其中ST1序列群菌株的致病力明显强于其它ST型别,属高致病群。ST1克隆群中的ST7序列型菌株在1998年和2005年曾分别在中国的江苏省,四川省引起猪链球菌病暴发流行。然而,到目前为止,猪链球菌的致病机制及导致其致病力差异的遗传学基础尚不明确。木研究中,以ST1序列型菌株GZl的基因组序列为参考,我们使用NimbleGen公司的高密度原位合成基因组扫描芯片对31株(包括23个血清型,25个ST型)猪链球菌进行了比较基因组分析,并采用一个新的算法检测了菌株间基因组内容的差异。每个试验菌株相对GZ1缺失的基因数49至225不等;共632个基因至少在一个实验菌株中缺失,共1346个基因存在于所有试验菌株中,组成了猪链球菌的核心基因组(core genome),占GZ1基因组的68%。多数非核心基因呈簇状分布,其中在两株以上实验菌株中发生缺失的共有62个基因簇,定义为变异区(regions of difference,RDs);26个RD具有基因组岛(Genomic islands,GIs)的特征。聚类和统计分析确认8个RD与高致病性显著相关。其中3个RD编码已知的猪链球菌毒力相关因子,包括细胞外因子(EF),荚膜多糖(CPS)和SrtF菌毛。基于试验菌株多位点序列分型(MLST)数据的群体遗传学分析,31个试验菌株分为5个亚群(subpopulation/group);比较62个RD在各亚群的分布特点,显示RD片段在亚群进化过程中的演化过程。本研究从基因组学角度阐明了猪链球菌种群的多态性,发现了新的高致病相关基因和基因组岛。这些发现为进一步揭示猪链球菌的致病机制,深入认识其毒力进化过程提供了重要线索。
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