猪链球菌全基因组序列比较分析

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1、第51卷第7期2006年4月论文猪链球菌全基因组序列比较分析①*①*①*①*①*①*①*魏武丁国徽王晓婧孙景春屠康郝沛王川②†①†①②†曹志伟石铁流李亦学(①中国科学院上海生命科学研究院生物信息学中心,中国科学院研究生院,上海200031;②上海生物信息技术研究中心,上海200235.*同等贡献,†联系人,E-mail:zwcao@scbit.org,tlshi@sibs.ac.cn,yxli@sibs.ac.cn)摘要2005年,在四川局部地区爆发的人感染猪链球菌疫情导致200多人感染,30多人死亡.为了研究猪链球菌的致病机理,以达到防止细菌

2、传播和人畜感染的目的,对已测序的猪链球菌(Streptococcussuis)的2个菌株(P1/7,89-1591)进行了全面的功能注释和分析.猪链球菌P1/7的基因组全长为2.007Mb,共有1969个可读框(ORF),而部分测序的猪链球菌89-1591序列包含在177个连接群(contig)中,长为1.98Mb,含有1918个ORF.两菌株基因组比较结果表明,其平均编码区(CDS)的长度非常接近.在所有ORF中,同源ORF数为1306个.两菌株中可能的毒性因子大多数具同源性.但也存在例外,如在P1/7中存在于一个基因岛内,编码与毒性相关的荚

3、膜多糖的11个毒性因子(CPS2A-2K)中,4个基因cps2A,2B,2I,2J未在89-159菌株中发现.同时,P1/7中编码细胞外因子(EF)和溶血素(Haemolysin)的基因也未在89-159菌株中发现.另外,两菌株中与DNA复制、修复及重组相关的基因组成上存在着明显的差异,并且在表面蛋白质组成上也同样存在着一定的差异.这些特性表明两菌株为了适应不同的环境压力而演化出特有的功能单位,暗示着2个菌株在毒性机理上存在着一定的差异.以上分析结果为系统地研究猪链球菌以及防治、疫苗的开发、治疗药物的设计提供了广泛的基因组学信息.关键词猪链球菌

4、(Streptococcussuis)菌株P1/7菌株89-1591毒性因子2005年,在四川局部地区爆发的人感染猪链球耳聋、运动功能紊乱,严重的病例发生中毒性休克综[1][7~13]菌疫情导致200多人感染,30多人死亡.猪链球菌合症,导致多脏器衰竭及死亡.一般认为,猪链是厌氧性的革兰氏阳性球菌,是多年来困扰全世界球菌中重要的毒力相关因子有荚膜多糖(CPS)、溶菌猪肉生产的一种特异病原体.尽管在过去的十几年酶释放蛋白(MRP)、胞外因子(EF)、溶血素(suilysin)、[2,14,15]中,猪链球菌研究一直为人们所关注,但对于这种病黏附素

5、(FBP)等.但已有的研究结果表明,在血原体还知道得不多.已有的研究表明,根据其荚膜多清2型中与高毒性相关的毒性因子溶血素只存在于[6,16]糖抗原特性的差异,可将猪链球菌分为35种血清型近70%的各种血清型的猪链球菌分离群中.而且[2,3](1~34型及1/2型)及相当数量无法定型的菌株.不溶血素的产生并不总是与毒性相匹配.从来源于欧同血清群对不同的动物宿主有不同的致病性,而且洲的猪中分离的许多猪链球菌都能产生溶血素,而并非所有的血清型均有致病性,同一血清型不同菌大多数来源于北美的菌株则不产生溶血素.有证据株之间以及不同血清型菌株之间其毒力也

6、存在差异表明,在不同的国家,猪链球菌的菌株具有相当大的[4,5][2].有些血清群可引起猪发病;有的血清群,如R及差异.而且在其他细菌中用于判断毒性因子的标准F群等既可引起猪发病,也可同时感染人群,是重要在猪链球菌中不一定是必须的,如荚膜的存在不一的人畜共患病病原体.猪感染后可引起脑膜炎、关节定就决定了菌株的毒性,具有弱的溶血性的菌株也[17]炎、肺炎、败血症、心内膜炎、流产和脓疮脑等疾病可能有极高的毒性.除了以上的一些毒性因子外,[6].相关的一些研究还报道了一些其他潜在的候选毒性在所有的猪链球菌中,血清2型呈全球性分布,因子,如细胞壁和胞外

7、蛋白质在一些野生型的猪链致病力强,临床检出率最高.但2型也有致病株和非球菌中也与毒性相关,但研究结果发现一些不产生致病株之分.按兰氏分群,猪链球菌2型为R群,1型这些蛋白质的突变菌株具有与野生型菌株相当的毒为S群,有的血清型不能分群,有的属S-T群或T群.性[18].一些表面蛋白已经作为潜在的毒性因子进行人感染2型猪链球菌通常表现为化脓性脑膜炎、伴有了研究,从荷兰的猪中分离出来的猪链球菌2型具有808www.scichina.com论文第51卷第7期2006年4月的一些蛋白明显与毒性相关,甚至认为这些蛋白就在本地大型服务器上搜索非冗余的蛋白库而

8、得到.是使得猪链球菌在被巨噬细胞吞噬后具有抵抗消化(ⅲ)两株Streptococcussuis的蛋白分析.两株的功能,但从加拿大的病猪所分离的大多数猪