嗜肺軍團菌O抗原基因簇分子進化機制的研究

《嗜肺軍團菌O抗原基因簇分子進化機制的研究》是依託南開大學，由曹勃陽擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：嗜肺軍團菌O抗原基因簇分子進化機制的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：曹勃陽
• 依託單位：南開大學

中文摘要

O抗原是細菌致病因子之一，具有生物界最豐富的多樣性，是在DNA水平研究分子進化最好的材料之一。軍團菌是引起軍團病的病原菌,該屬系兼性胞內寄生的革蘭氏陰性桿菌,無莢膜，在普通培養基上不生長，在靜止的水源或人工管道中或下水道生長、繁殖並感染人群，為條件致病菌。九成左右的軍團病是由嗜肺軍團菌引起的，迄今為止世界上只有一種嗜肺軍團菌的O抗原基因簇被破譯出來，嗜肺軍團菌O抗原的遺傳基礎和分子進化方面的研究還是空白。本項目在申請人實驗室大量前期工作基礎上，將對所有嗜肺軍團菌血清群的O抗原基因簇進行破譯，利用生物信息學方法預測各個基因的功能，綜合比較15種O抗原基因簇序列，系統分析O抗原的遺傳基礎的分子進化特徵，闡明變形桿菌O抗原多樣性的產生和擴散機制，從而彌補了世界上嗜肺軍團菌O抗原分子進化方面研究的空白；還將鑑定這15種O抗原的特異分子標識，建立其分子分型和快速檢測方法，為快速檢測臨床致病菌奠定基礎

結題摘要

按照任務書規定全部完成。對15種嗜肺軍團菌血清型的O抗原基因簇進行破譯，利用生物信息學方法預測各個基因的功能並綜合比較基因簇序列，系統分析O抗原的遺傳基礎的分子進化特徵，闡明嗜肺軍團菌O抗原多樣性的產生和擴散機制，彌補世界上嗜肺軍團菌O抗原分子進化方面研究的空白。鑑定15種嗜肺軍團菌的特異分子標識並建立多重PCR檢測方法。 全面研究嗜肺軍團菌O抗原多樣性的遺傳基礎， 闡明嗜肺軍團菌O抗原多樣性產生和擴散的機理，認識O抗原與嗜肺軍團菌致病性的關係。構建嗜肺軍團菌不同血清群特異分子標識庫，建立具有國際領先水平和自主智慧財產權的嗜肺軍團菌分群檢測方法。主要成果如下：（1）完成15種嗜肺軍團菌的O抗原基因簇序列的破譯，覆蓋率為10-20倍。 （2）以wzm和wzt基因繪製15種嗜肺軍團菌的進化樹。 （3）鑑定15種嗜肺軍團菌O抗原的特異分子標識，建立多重PCR檢測方法，靈敏度達10 CFU/ml。 （4）申請國內發明專利3項，授權5項。 （5）發表SCI 文章3篇。 （6）培養博士生1名，碩士生3名。 經研究發現，嗜肺軍團菌LPS多糖合成基因簇內基因的缺失，能引起免疫反應方面的差異，因此該基因簇內的基因可能提供新型的治療靶點。我們以生物信息學的手段對嗜肺軍團菌LPS多糖合成基因簇分析，找到了可能與O抗原的罕見單糖legionaminic acid、4-epilegionaminic及其衍生物合成相關的蛋白，首次在嗜肺軍團菌中構建legionaminic acid和4-epilegionaminic的合成途徑，用於今後新型治療靶點尋找。同時也奠定了嗜肺軍團菌LPS多糖合成的分子基礎。 本項目篩選出針對15種血清型嗜肺軍團菌的特異DNA分子，套用現代的分子生物學方法（PCR和基因晶片技術）對不同血清型的嗜肺軍團菌進行鑑定，不僅為建立細菌的分子生物學鑑定系統奠定了基礎；同時，作為一種新的分子標識用於嗜肺軍團菌血清型的鑑定和分型，可以大大加快檢測速度，降低勞動強度， 對這些菌的快速鑑定將對公共衛生的決定和流行病學的監督等方面起到很大的作用。