多重耐药肺炎克雷伯菌可移动基因组的研究

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1、申请上海交通大学博士学位论文多重耐药肺炎克雷伯菌可移动基因组的研究学校：上海交通大学院系：生命科学技术学院班级：A1008091学号：0100809028博士生：毕德玺专业：生物学导师：欧竑宇（教授）上海交通大学生命科学技术学院2015年5月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofPhilosophyDoctorSTUDYONTHEMOBILEGENOMEOFMULTIDRUG-RESISTANTKLEBSIELLAPNEUMONIAEAuthor:DexiBiAdvisor

2、:Prof.Hong-YuOuSpecialty:BiologyDepartment:SchoolofLifeScienceandBiotechnologyShanghaiJiaoTongUniversityMay2015上海交通大学学位论文原创性声明：所呈交的学位论文，本人郑重声明，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的巧容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者

3、签名：日期：＞。（Ｊ年ｒ月日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口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。本人授权上海交通大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。＿本学位论文属于不保密斬。＂＂（请在上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：３指导教师签名：日期：１。从年Ｊ月／ＪＴ日日期：年月日ｆ《上海交通大学博士

4、学位论文多重耐药肺炎克雷伯菌可移动基因组的研究多重耐药肺炎克雷伯菌可移动基因组的研究摘要微生物能够通过基因水平转移的方式获得致病和耐药等相关基因。质粒、插入序列（insertionsequence,IS）、转座子、整合子、整合性接合元件（integrativeandconjugativeelement,ICE）和其它基因组岛等可移动遗传元件是推动这一过程的关键遗传介质，这些可移动遗传元件组成了可移动基因组（mobilegenome,mobilome）。肺炎克雷伯菌（Klebsiellapneumoniae）为条件致病菌，目前因引发严重耐药问题引起广泛的重视。肺炎

5、克雷伯菌HS11286是2011年从上海某医院临床样本中分离得到的耐碳青霉烯类抗生素的菌株，属于ST11型，全基因组已完整测定。本文对其可移动基因组进行了识别和研究，包括6个质粒、49个插入序列、9个转座子、1个ClassI整合子、2个ICE和7个前噬菌体。IS、转座子和整合子多位于质粒上。而HS11286携带超过20个预测的耐药基因，其中17个也位于质粒上，包括碳青霉烯类抗生素抗性基因blaKPC-2。遗传背景分析表明转座子Tn3、Tn1721、Tn5393，整合子ΔIn2和插入序列ISCR3、ISCR2对耐药基因的获得有重要贡献。其它插入元件对耐药遗传背景进

6、化有重要作用，其中IS26是一个高度活跃的、推动该进化进程的插入序列。进而，利用λred重组和Flp-FRT重组突变方法对blaKPC-2和一段26kb含有13个耐药基因的区域进行敲除。抗菌药物敏感性试验表明，缺失突变株对临床常用抗菌药物的敏感性大幅提高，与突变后基因型相符，至此也成功构建了可用于安全遗传操作的模式菌株。此外，对HS11286的ICE进行了研究。其中，ICEKpnHS11286-1带有一个已知的毒力岛；而ICEKpnHS11286-2功能未知。本研究开发了一种利用sacB反选择的ICE敲除策略，通过筛选自然丢失该元件的方法获得目标突变株。应用该方

7、法成功获得ICEKpnHS11286-1缺失的突变株。但发现该突变株在染色体上发生了非预期突变。结合序列分析和实验方法对突变进行了准确定位，确定这种非预期突变是一种染色体重组现象，与ICEKpnHS11286-1重组位点的序列相同，可能是由该ICE整合酶介导的，但相关机制有待于研究。ICE是一种广泛存在于细菌中的可自主移动元件，自身编码重组和接合转移所需的全部功能，携带多样化附属功能基因，是耐药和致病基因播散的一种有效介质，目前尚缺乏系统研究。我们通过文献挖掘方式和生物信息学方法收集了428I上海交通大学博士学位论文多重耐药肺炎克雷伯菌可移动基因组的研究个ICE

8、，并进行分类。ICE在D