全基因组测序分析锁定痢疾

生物谷

要想有效控制传染病，就必须对病原体的“隐私”有更为深入的剖析。由中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所等6个单位最近完成的《痢疾杆菌全基因组序列测定与分析》科研课题，从分子水平对我国流行的痢疾病原菌优势菌株——福氏2a痢疾杆菌301株的致病机理和耐药机制进行了研究，取得了一系列具有原创性的科研成果。

主持此项研究的金奇教授等15位科研人员，采用当前最先进的技术，构建了4万多个基因组片段克隆组成的全基因组Shotgun完全随机文库、限制性内切酶半定向随机文库和BAC文库等三套基因组文库。他们采用一端测序的步骤，测定了30Mb（兆碱基对）以上的序列，完成了包括毒力大质粒在内的全基因组序列测定和分析。研究人员通过基因组功能注释研究，发现痢疾杆菌301株是目前已知含IS序列最多的微生物，显示该基因组异常活跃。而且，该菌株的比较基因组学分析也提示，301株的染色体上存有多个大片段的倒置和移位，这可能是影响细菌的侵袭与致病性的重要因素。

更有意义的是，研究者经功能注释与比较基因组学研究，共获得了痢疾杆菌301株500多个特异的新基因，其中有近200个迄今未见报道。他们还利用生物信息学方法，对新基因进行结构模拟和功能预测，先后获得了数十个编码外膜蛋白的基因，并以此作为有效免疫的组分和药物靶位的候选蛋白，从而为研制新型疫苗和新药奠定了基础。

这项研究从基因组水平上，初步揭示了痢疾与大肠杆菌的进化关系，并获得了数十个各菌株特异性的“基因组岛”。由于这之中的多个“基因组岛”分别与各自重要物质的代谢及其毒力相关，故为研究痢疾杆菌的毒力进化和致病机理，尤其为痢疾的有效防治提供了科学依据。