鲍氏不动杆菌基因岛数据库的建立及结构分析

论文摘要

基因岛常是水平基因转移的产物,侧翼带有两条正向重复序列,内部靠近边界处常常含有可移动基因。根据其功能可分为致病岛、多重抗生素抗性岛、重金属离子抗性岛、适应性岛和分泌岛等。由于基因岛含有可移动基因和边界正向重复序列,使得基因岛可以从菌株中环出,并且通过接合、转化和转导等方式转移到其他的菌株中。本实验的研究材料鲍氏不动杆菌是一种多重耐药菌,对β-内酰胺类、喹诺酮类、氨基糖苷类药物、四环素和氯霉素等同时耐药,给临床治疗上带来极大的困难。至今为止,仅在一部分鲍氏不动杆菌菌株中发现含有耐药性基因的基因岛,整合在ATP酶（comM）基因中,正向重复序列为5’-ACCGC-3’。本研究为了更广泛研究鲍氏不动杆菌中各种类型的基因岛,首先要对其基因岛进行预测,而应用于基因岛预测的软件中,绝大多数预测软件不能提供基因岛的正向重复序列。但正向重复序列或其附近的反向重复序列是其内部可移动基因的作用位点。本研究利用自主开发的软件GIPredictor建立73个鲍氏不动杆菌基因岛的数据库,确保每个基因岛内部至少含有一个可移动基因,侧翼带有两条清晰的正向重复序列。本研究选择19个整合酶,通过手动预测的方法预测出16类整合位点的基因岛,与数据库中的结果一致,并对其结构进行分析。在73个鲍氏不动杆菌基因岛的数据库中,根据正向重复序列出现的概率最大的方法,预测出基因岛共2783个,其中包含整合酶和重组酶的基因岛共764（27.45%）个;根据正向重复序列与可移动基因距离最近的方法,预测出基因岛共3406个,其中包含整合酶和重组酶的基因岛共916（26.89%）个。手动预测的16类整合位点的基因岛,分别整合在6S RNA、tmRNA、tRNA、结构基因中以及转录的间隔序列（两类不同的间隔序列）中。其中,tRNA基因包括tRNA-Arg、tRNA-Gly、tRNA-Leu、tRNA-Val和tRNA-Ser基因,结构基因包括tRNA二氢尿苷合成酶A（tRNA dihydrouridine synthase A,dusA）、tRNA二氢尿苷合成酶B（tRNA dihydrouridine synthase B,dusB）、天冬氨酸激酶（Aspartate kinase,AK）、邻氨基苯甲酸合成酶亚基（Anthranilate synthase subunit,AS）、假尿苷合成酶（Pseudouridine synthase,PUS）、MFS转运蛋白（MFStransporter,MFST）以及与tamB蛋白家族相似的一类蛋白（tamB-like）。其中6S RNA、AK、AS、PUS、MFST和tamB-like是鲍氏不动杆菌基因岛中新发现的整合位点。整合在6S RNA位点的基因岛共65个,其中串联基因岛为9个。整合在tmRNA位点的基因岛共55个,有10个为串联基因岛。整合在tRNA-Val位点的基因岛中,还发现了1个串联基因岛。在tmRNA、tRNA-Arg、tRNA-Gly、tRNA-Leu、tRNA-Ser、dusA和AS位点都发现了种外的同源基因岛。本研究使用软件MEGA7.0对16类整合位点的基因岛所包含的整合酶进行遗传进化分析,再结合在线网站ClustalW、EMBOSS EXPLORER、软件RNAstructure 6.0.1和SeqnConverter等分析预测各类基因岛中整合酶对应正向重复序列的作用位点,包括酶切位点和绑定位点,发现绝大多数基因岛中整合酶与其携带的正向重复序列是相互匹配的关系。本研究希望通过对鲍氏不动杆菌基因岛数据库的建立及其结构的分析,能为临床上对于其耐药性方面的实验研究提供数据支持,也为将来基因岛的转移实验和功能鉴定方面奠定分子基础。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 曾梦秋

导师: 宋磊

关键词: 基因岛,鲍氏不动杆菌,整合酶,正向重复序列,整合位点

来源: 上海师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学

单位: 上海师范大学

分类号: Q933

总页数: 120

文件大小: 3497K

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