志贺菌、大肠杆菌和沙门菌crispr结构特征生物信息学分析

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1、学校代码10459学号或申请号201212272855密级公开硕士学位论文志贺菌、大肠杆菌和沙门菌CRISPR结构特征生物信息学分析作者姓名：王鹏飞导师姓名：段广才教授学科门类：医学专业名称：流行病与卫生统计学培养院系：公共卫生学院完成时间：2015年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterBioinformaticsAnalysisofCRISPRStructuresandFeatureinShigella,Escherichiacol

2、iandSalmonellaByPengfeiWangSupervisor:Prof.GuangcaiDuanEpidemiologyandBiostatisticsCollegeofPublicHealthMay2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研宄作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：眺下《年

3、6月厂曰学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人擇权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：毛略I日期：年^月y日摘要摘要志

4、贺菌、大肠杆菌和沙门菌均是肠道性疾病的病原体，对人类的身体健康产生严重影响，并且对家庭以及社会造成比较严重的经济负担。细菌通过自身基因突变和获得外源性耐药基因产生耐药性，耐药基因的水平转移使得细菌更能产生广泛的耐药性。成簇的规律间隔的短回文重复序列（Clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats，CRISPR）是细菌获得性免疫的一个机制，其可以获得外源性基因从而抵抗外来遗传元素。目的提取志贺菌、大肠杆菌和沙门菌数据库中的CRISPR序列，阐述不同种属细菌CR

5、ISPR结构特征，描述分布规律，探索spacer序列的形成机制及意义，为进一步研究CRISPR/Cas机制以及特性提供参考。方法1从CRISPRdb获得7株志贺菌、52株大肠杆菌和39株沙门菌的CRISPR相关信息，从GenBank中获得107株志贺菌基因组序列；12株实验室保存志贺菌和33个临床分离志贺菌CRISPR的spacer也纳入此次研究。2利用多序列比对分析志贺菌、大肠杆菌和沙门菌CRISPR结构特征，利用Weblogo、RNAfold分析CRISPR中的重复序列，并用DNAMAN构建cas1和cas2基

6、因同源树；利用CRISPRTarget及BLAST对spacer序列进行分析。结果1志贺菌、大肠杆菌及沙门菌存在的CRISPR相似，志贺菌中存在的有CRISPR1/2（CRISPR1、CRISPR2）和CRISPR3；大肠杆菌中不仅有CRISPR1/2和CRISPR3/4（CRISPR3、CRISPR4），还发现有新的CRISPR，命名为CRISPR5/6（CRISPR5、CRISPR6）；沙门菌中主要存在的是CRISPR1/2，同样也发现了新的CRISPR（命名为CRISPR5/6）。2对于大肠杆菌和沙门菌，CR

7、ISPR1/2的上游侧翼序列序列一致性分别为69.5%（34株）、93.5%（35株），下游为92.3%（32株）、91.4%（32株），在CRISPR1的下游和CRISPR2的上游侧翼序列分为2或3个组，CRISPR3/4和CRISPR5/6有相似的特点。不同位置CRISPR中的uniquespacer所占的比例不同，CRISPR1/2和CRISPR5/6在沙门菌分别为33.6%和68.6%，CRISPR1/2、IV摘要CRISPR3/4和CRISPR5/6在大肠杆菌分别为54.3%、47.4%和68.6%。3分

8、析GenBank中志贺菌时发现，某些CRISPR第一个和末端重复序列存在碱基的差异。不同志贺菌中cas基因簇会发生某些cas基因的缺失，在cas基因中也发现IS序列。志贺菌中的cas1和cas2基因均分为两个部分，其序列相似性不低于70%。志贺菌中CRISPR-Q1的spacer数目与CRISPR1/CRISPR2存在正相关。4经过对spacer序列分析，其