《細菌表面多糖抗原合成基因功能的系統研究》是依託南開大學，由劉斌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：細菌表面多糖抗原合成基因功能的系統研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉斌
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
細菌表面多糖抗原（O抗原、K抗原等）在宿主免疫系統長期壓力下形成了自然界中最豐富的生物多樣性之一，是重要的免疫原性物質和致病因子。在青年科學基金項目中，申請人通過對大腸桿菌等細菌O抗原基因簇的系統比較分析和O抗原化學結構的解析，對於細菌表面多糖抗原多樣性的形成方式有了較為深入的認識，相關結果已發表19篇SCI論文。目前，對於O抗原合成基因的功能研究尚存在較多空白。罕見單糖和寡糖在多糖抗原多樣性的形成中起到重要作用，其有助於細菌逃避宿主細胞的免疫識別，並在生物製藥等領域具有套用價值。本項目將鑑定一系列前期研究中新發現的罕見單糖生物合成途徑；解析多個參與致病菌表面多糖抗原合成的糖基轉移酶的功能，並解析其作用機制。O 抗原的側鏈修飾已被報導可影響志賀氏菌的致病性和流行能力，本項目將利用比較基因組學等方法，系統發現和鑑定負責大腸桿菌和沙門氏菌O抗原側鏈修飾的相關基因，並解析其側鏈修飾機制。
結題摘要
細菌表面多糖抗原（O抗原、K抗原等）長期受到宿主免疫系統的選擇壓力，導致其形成了高度的多樣性。細菌表面多糖抗原多樣性是細菌血清型分型的基礎。此外，它對於細菌的致病能力、以及在不同環境中生存的選擇優勢均具有重要意義。但目前，對於細菌表面多糖抗原合成基因的功能研究尚存在較多空白。本項目通過罕見單糖的生物合成途徑、糖基轉移酶的功能特異性等多個角度，系統研究了細菌表面多糖抗原合成基因行使功能的分子機制。本項目順利完成了全部研究任務。具有罕見單糖的抗原結構更容易逃避宿主細胞的免疫識別，我們發現並鑑定了RhaNAc3NFo等四種罕見單糖的生物合成路徑，相關工作也為利用生物技術體外合成罕見單糖奠定了重要基礎。通過生物信息分析和生物化學實驗，鑑定了大腸桿菌O3中糖基轉移酶WfcD等9種糖基轉移酶的功能；發現並鑑定了大腸桿菌O117、O107中的糖基轉移酶WclY中與其功能特異性直接相關的位點；豐富了我們對於糖基轉移酶功能特異性形成機制的認識。在痢疾志賀氏菌D13型、大腸桿菌O77型等6種細菌中，定位了O抗原側鏈修飾基因，表明多糖抗原的側鏈修飾是其多樣性形成的重要機制。完整解析了沙門氏菌全部O抗原的多樣性形成機制，發現大腸桿菌和沙門氏菌這兩種重要致病菌的O抗原之間具有遠高於預期的緊密親緣關係，顯示表面抗原多樣性作為一種適應環境的重要方式在很久之前就存在於細菌中。首次定位了鮑曼不動桿菌表面多糖抗原基因簇的位點，並發現了一系列罕見單糖合成途徑及新的糖基轉移酶；建立了鮑曼不動桿菌分子生物學血清型分析技術，相比傳統血清型鑑定方法具有快速、準確的優點，有望廣泛套用於針對鮑曼不動桿菌的流行病調查和防控。 項目累計在PNAS（影響因子9.4）、FEMS Microbiology Reviews（影響因子13.2）發表SCI論文14篇， 其中項目負責人為5篇論文的通訊作者、為6篇論文的第一（或並列第一）作者。
