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铜绿假单胞菌烈性噬菌体的分离与生物学特性研究

2020-12-02阅读(464)

铜绿假单胞菌烈性噬菌体的分离与生物学特性研究

论文摘要

世界正在迈入后“抗生素时代”,多重耐药、广泛耐药、全耐药致病菌在全球快速蔓延,对公共健康构成了巨大挑战。铜绿假单胞菌是引起院内感染的常见条件致病菌之一,耐药机制复杂,常导致囊性纤维化病人、烧伤病人、AIDS等免疫功能缺陷病人出现致死性感染。2017年2月27日,世界卫生组织将碳青霉烯类耐药的铜绿假单胞菌列为迫切需要新型药物治疗的超级细菌之一。噬菌体是感染细菌并在其内复制的病毒总称,具有数量丰富、研发周期短、成本低、宿主特异性强、安全有效等优点,有望成为治疗细菌耐药感染的新趋势。本研究分别以铜绿假单胞菌标准菌株PAO1和ATCC 9027为宿主,从环境样品中分离到四株烈性噬菌体,分别命名为v BPae MSCUT-S1、v BPae MSCUT-S2、v BPae SSCUT-S3和v BPae SSCUT-S4,并对它们的生物学特性进行了研究,包括形态结构,宿主谱,基因组分析,结构蛋白鉴定,稳定性,一步生长曲线,裂解动力学和生物膜清除作用。噬菌体S1和S2属于肌尾噬菌体科,分别是Pbunavirus属和Pakpunavirus属成员,噬菌体S3和S4属于长尾噬菌体科,Septima3virus属成员。在测试的7株铜绿假单胞菌中,噬菌体S2能感染全部,S1能感染其中6株,而S3和S4宿主谱较窄,仅能感染其中3株。S1基因组长度为66089 bp,共编码94 ORFs。S2基因组长度为94434 bp,共编码179 ORFs和11个t RNA。S3基因组长度为42633 bp,共编码62 ORFs。S4基因组长度为42929 bp,共编码59 ORFs。它们的基因组中均未发现整合酶,切除酶,阻遏蛋白等溶原相关基因,证明它们均属于烈性噬菌体,此外均不携带抗生素耐药基因和毒力基因。噬菌体S1–S4在一定p H和温度范围内均能维持稳定,对环境变化适应能力强。一步生长曲线显示噬菌体S1–S4裂解量分别为134 pfu/infected cell,40 pfu/infected cell,95 pfu/infected cell和20 pfu/infected cell。体外培养条件下S1和S2能抑制PAO1生长,但12 h后细菌开始产生抗性,同样S3和S4前期能抑制ATCC 9027生长,但6 h后细菌开始产生抗性,此外噬菌体的联合处理无明显协同优势,低感染复数曲线出现延迟效应。噬菌体S1–S4均能有效减少已形成的生物膜,24 h清除率分别为44%,69%,74%和82%。目前我国铜绿假单胞菌耐药形势严峻,噬菌体作为抗生素替代品具有广阔研发前景。本研究不仅丰富了我们对噬菌体生物多样性和进化关系的理解,同时噬菌体S1–S4可作为储备资源,为噬菌体改造和治疗铜绿假单胞菌感染提供重要基础和依据。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 铜绿假单胞菌耐药机制与现状
  •     1.1.1 铜绿假单胞菌耐药机制
  •     1.1.2 铜绿假单胞菌生物膜
  •     1.1.3 铜绿假单胞菌耐药现状
  •   1.2 噬菌体
  •     1.2.1 噬菌体分类
  •     1.2.2 噬菌体生活史
  •     1.2.3 假单胞菌属噬菌体
  •   1.3 噬菌体治疗
  •     1.3.1 历史背景
  •     1.3.2 噬菌体治疗特点
  •     1.3.3 铜绿假单胞菌噬菌体治疗
  •   1.4 本论文主要研究内容
  • 第二章 铜绿假单胞菌噬菌体的分离
  •   2.1 引言
  •   2.2 材料与方法
  •     2.2.1 实验材料与仪器
  •     2.2.2 噬菌体的分离
  •     2.2.3 原种制备与效价测定
  •     2.2.4 扩增与纯化
  •     2.2.5 电镜观察
  •     2.2.6 宿主谱
  •   2.3 结果与讨论
  •     2.3.1 噬斑形态与结构特征
  •     2.3.2 宿主谱
  •   2.4 本章小结
  • Pae MSCUT-S1和v BPae MSCUT-S2的生物学特性研究'>第三章 肌尾噬菌体v BPae MSCUT-S1和v BPae MSCUT-S2的生物学特性研究
  •   3.1 引言
  •   3.2 材料与方法
  •     3.2.1 实验材料与仪器
  •     3.2.2 基因组提取与测序分析
  •     3.2.3 结构蛋白分离与质谱鉴定
  •     3.2.4 pH稳定性与热稳定性
  •     3.2.5 一步生长曲线
  •     3.2.6 裂解动力学
  •     3.2.7 生物膜的清除
  •   3.3 结果与讨论
  •     3.3.1 基因组学分析
  •     3.3.2 结构蛋白鉴定
  •     3.3.3 pH稳定性与热稳定性
  •     3.3.4 一步生长曲线
  •     3.3.5 裂解动力学
  •     3.3.6 生物膜的清除
  •   3.4 本章小结
  • Pae SSCUT-S3和v BPae SSCUT-S4的生物学特性研究'>第四章 长尾噬菌体v BPae SSCUT-S3和v BPae SSCUT-S4的生物学特性研究
  •   4.1 引言
  •   4.2 材料与方法
  •   4.3 结果与讨论
  •     4.3.1 基因组学分析
  •     4.3.2 结构蛋白鉴定
  •     4.3.3 pH稳定性与热稳定性
  •     4.3.4 一步生长曲线
  •     4.3.5 裂解动力学
  •     4.3.6 生物膜的清除
  •   4.4 本章小结
  • 结论与展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 附件

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 郭杨毅君

    导师: 林章凛

    关键词: 铜绿假单胞菌,噬菌体,噬菌体治疗,生物学特性

    来源: 华南理工大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,医药卫生科技

    专业: 生物学,基础医学

    单位: 华南理工大学

    基金: 国家自然科学基金(31800718),中国博士后科学基金(2017M612649),广东省自然科学基金(2018A030310361),华南理工大学中央高校基本科研基金(x2sw-D2172890,x2sw-D2172900和x2sw-D2182030)

    分类号: R37

    DOI: 10.27151/d.cnki.ghnlu.2019.001468

    总页数: 112

    文件大小: 6005K

    下载量: 207

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