鼠疫耶尔森菌DNA标识序列的鉴定及其应用研究

目的确定鼠疫耶尔森菌DNA标识序列，以用于鼠疫耶尔森菌的快速检测和鉴定。方法通过芯片比较基因组杂交和PCR验证，鉴定鼠疫耶尔森菌DNA标识序列，针对标识序列设计特定的PCR引物。结果鼠疫耶尔森菌基因组中存在3个区段，共28条基因，均是鼠疫耶尔森菌DNA标识序列。针对其中3条基因设计PCR引物，能特异性扩增出鼠疫耶尔森菌，与来自其他非鼠疫耶尔森菌的DNA无交叉反应。结论鼠疫耶尔森菌存在DNA标识序列，并能用于鼠疫耶尔森菌的快速检测与鉴定。     

鼠疫耶尔森菌全基因组DNA芯片的研制及用于比较基因组学分析

目的 研制鼠疫耶尔森菌全基因组DNA芯片，并将其用于比较基因组分析。方法 挑选出4005条鼠疫耶尔森菌基因，PCR扩增各基因，以纯化的PCR产物点样制备芯片，采用双色荧光杂交策略，进行芯片比较基因组杂交。结果 设计了若干质控杂交组合，芯片杂交结果与全基因组测序结果完全一致。结论 成功建立了基于全基因组DNA芯片的鼠疫耶尔森菌比较基因组学技术平台。     

鼠疫耶尔森菌基因组进化与生态位适应研究

目的 探索鼠疫耶尔森菌基因组进化的基本规律及其与该菌在自然界适应性演化之间的内在联系。方法 对36株鼠疫耶尔森菌和7株假结核耶尔森菌进行芯片比较基因组分析，鉴定差异区段(DFR)，并对260株鼠疫耶尔森菌进行PCR验证，分析各DFR在这些鼠疫耶尔森菌中的分布，同时进行基因组岛分析。结果 在鼠疫耶尔森菌基因组中鉴定出22个DFR，基于DFR图谱，将鼠疫耶尔森菌中国分离株分成14个基因组型。鼠疫耶尔森菌共有21个基因组岛，其中18个已存在于假结核杆菌中，余下3个为鼠疫耶尔森菌独有。结论 探明了各基因组岛在鼠疫耶尔森菌和假结核耶尔森菌间的差异分布，探究了鼠疫耶尔森菌的起源进化；建立了鼠疫耶尔森菌基因组分型系统；建立了各基因组型别间的系统发育关系，初步揭示了鼠疫耶尔森菌基因组的进化规律及其与鼠疫耶尔森菌生态位适应和鼠疫疫源地扩展之间的关系，基本探明了鼠疫耶尔森菌在中国的演化规律。     

鼠疫耶尔森菌生物型变异遗传基础的研究和新生物型--田鼠型的提出

目的 探究鼠疫耶尔森菌生物型变异的遗传基础。方法 通过全基因组序列的比较分析,鉴定可能与生物型变异相关的基因突变,采用DNA测序和位点特异性PCR的方法,分析基因突变在鼠疫耶尔森菌自然分离株中的分布。结果 田鼠鼠疫自然疫源地菌株在毒力、生化表型和分子特征上与其他型别鼠疫耶尔森菌相差很大。所有脱氮阴性菌株的napA基因发生了突变,所有甘油利用阴性菌株的glpD基因发生了突变,所有阿拉伯糖利用阴性菌株的araC基因发生了突变。结论 提出了一个新的生物型——田鼠型;相应糖醇代谢相关基因发生突变是4个生物型变异的遗传基础。     

鼠疫耶尔森菌吸入感染动物模型研究进展

鼠疫是由鼠疫耶尔森菌感染引起的烈性传染病.在鼠疫已知的三种临床分型中,以气溶胶形式传播的肺鼠疫最为致命.开展肺鼠疫致病机制与防治研究需要稳定可靠的鼠疫耶尔森菌吸入感染动物模型.有报道构建鼠疫耶尔森菌吸入感染动物模型的攻毒方式多种多样,不同攻毒方式下建立的各种肺鼠疫动物模型展现出不同的特点.该文综述了鼠疫耶尔森菌吸入感染动物模型的研究进展.     

水体中致病菌快速检测的基因芯片技术研究

目的 探讨基因芯片技术行水体致病菌快速检测的方法.方法 采用基于单碱基延伸标签反应的基因芯片方法,对金黄色葡萄球菌、肠炎沙门菌、单核细胞增生李斯特菌、志贺菌、军团菌、肺炎克雷伯菌、肠出血性大肠埃希菌O157:H7、幽门螺杆菌、大肠埃希菌、霍乱弧菌、结核分枝杆菌、鼠疫耶尔森菌、炭疽芽孢杆菌等13种可能存在于水体中的致病菌进行检测.结果 该基因芯片可同时特异性地检测13种致病菌,基因组DNA检测灵敏度可达0.2pg,以肠炎沙门菌为单一检测对象的细菌纯培养物灵敏度可达1.0×103cfu/ml;配合浓缩集菌设备,整个检测时间可缩短至8h以内;用所制备的基因芯片检测模拟和实际水样,准确率达100%.结论 该基因芯片检测水体致病菌操作简单,速度快,灵敏度高,稳定性和重复性好.     

基于Luminex悬浮芯片的鼠疫耶尔森菌SNP分型方法研究

目的利用Luminex悬浮芯片技术,基于单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）建立我国鼠疫耶尔森菌东方型菌株（以下简称东方型鼠疫菌）的基因分型方法,为进一步研究东方型鼠疫菌多态性并分析其系统发育关系奠定基础。方法利用多重PCR,同时扩增东方型鼠疫菌中18个具有分型意义的SNP位点,扩增产物进行多重等位基因特异性引物延伸（allele specific primer extension,ASPE）反应以及Luminex悬浮芯片技术分析,随后利用MasterPlex GT V2.3软件计算平均荧光强度（median fluorescence intensity,MFI）比值,判断各SNP位点的碱基状态;并对SNP分型方法的重现性进行评价。结果 Luminex多重SNP技术能够快速、高通量地检测出各SNP位点的MFI值,从而在8 h内一次性成功确定东方型鼠疫菌中18个SNP的碱基状态;36株东方型鼠疫菌基于18个SNP可以分为7个基因型。结论本文建立的Luminex多重SNP检测方法作为一种高通量检测SNP的技术平台,为后期的东方型鼠疫菌SNP分型及系统发育分析奠定了基础。     

鼠疫耶尔森菌菌株91001的蛋白质组学初步研究

目的建立鼠疫耶尔森菌的蛋白质组学研究方法，获得鼠疫耶尔森菌的基本蛋白质组数据。方法以对人无致病能力的布氏田鼠疫源地菌株91001为研究对象，按照溶解性的不同分别收集菌体蛋白，以3种不同方法(Shotgun-LC-MS-MS，1D-LC-MS-MS和2D-MS)进行分析，将分析数据与基于91001菌株基因组全序列建立的蛋白质理论数据库进行比对，确定91001菌株本实验培养条件下所表达的蛋白组分。结果Shotgun-LC-MS-MS方法鉴定了971种蛋白，1D-LC-MS-MS鉴定了915种，而2D-MS方法则鉴定了233种蛋白质，三者合计为1193种蛋白质，占基因组预测CDS的28．7％(1193／4143)。结论不同的蛋白质组分析方法鉴定的蛋白质种类和数目都存在差异，为更全面地获得鼠疫耶尔森菌蛋白质组数据，有必要同时采取多种方法进行分析。     

温度和酸度对田鼠型鼠疫耶尔森菌psa位点的转录调控研究

目的研究温度和酸度对田鼠型鼠疫耶尔森菌psa位点的转录调控作用。方法首先设计相关跨基因引物,用RT-PCR方法验证psa位点的相关操纵子结构。扩增操纵子首基因上游启动子区500 nt序列,并克隆入pRW50质粒β-半乳糖苷酶基因的上游,将重组质粒转入鼠疫菌中,通过测定β-半乳糖苷酶活性差异来判断不同温度（26和37℃）和酸度（pH 6.0和pH 8.0）对psaE和psaA的调控关系。最后提取鼠疫菌在上述不同温度和酸度条件下的总RNA,采用引物延伸实验进一步明确温度和酸度对psaA的调控关系。结果与结论 RT-PCR结果证实了田鼠型鼠疫菌的psa位点由操纵子psaEF和psaABC构成;半乳糖苷酶和引物延伸实验结果显示在37℃、pH 6.0培养条件下psaABC的转录水平最高,而psaEF的转录水平无明显变化,提示psaA的表达水平在37℃酸性条件下表达量最高,psaE则不受温度和酸度的调控。     

鼠疫耶尔森菌201株和201△pCD1株蛋白表达谱比较研究

目的：分析缺失编码Ⅲ型分泌系统的大质粒pCD1对鼠疫耶尔森菌蛋白质表达谱的影响,探索鼠疫菌的潜在致病机制,为鼠疫疫苗研制提供新线索。方法通过双向电泳与质谱分析相结合的方法,比较鼠疫菌在26℃和37℃不同培养温度下,全菌蛋白表达谱差异,鉴定差异蛋白并对其功能进行初步分析。结果成功分离并鉴定了鼠疫菌201株和201△pCD1缺失突变株中的差异蛋白,其中26℃条件下鉴定到24个差异蛋白,37℃条件下鉴定到25个差异蛋白,内含7个由pCD1质粒编码的蛋白。结论通过比较蛋白质组学研究,发现大质粒pCD1缺失后,多种染色体编码蛋白的丰度发生了显著变化,暗示大质粒能调控染色体编码基因的表达。     

多种食源性致病菌的基因芯片检测技术

目的探讨随机PCR结合基因芯片技术用于多种食源性致病菌筛查检测的可行性。方法利用Clustal X和Oligo 6.0软件设计探针,进行生物信息学比对验证特异性,探针末端修饰后合成并制备基因芯片。使用锚定随机引物扩增细菌基因组DNA,偶联荧光染料的扩增产物与芯片杂交后扫描检测。对随机PCR及杂交反应等一系列检测条件进行优化。选取16种病原细菌进行芯片特异性验证,使用4种食源性致病菌DNA进行芯片灵敏度检测及重复性评价,制备细菌DNA混合样本和痢疾志贺菌模拟水污染样本对芯片检测效能进行初步考核。结果 9种食源性致病菌获得阳性结果,基因组DNA检测灵敏度102～103pg/μl,芯片重复性变异系数(CV)值<15%,混合样本检测与预期结果一致,最低可检测水样本中痢疾志贺菌的最低浓度为3.54×105cfu/ml。结论初步建立的基于随机引物PCR的基因芯片技术进行多种食源性致病菌检测的方法,为病原细菌高通量筛查检测提供了一种新的思路。     

鼠疫耶尔森菌比较和进化基因组学研究

鼠疫菌是鼠疫的病原体，曾经引起3次世界范围的鼠疫大流行。从基因组角度认识鼠疫菌在不同疫源地的演化对鼠疫的检验、鉴定和防治具有重要意义。本文论述了目前对鼠疫菌基因组进化的认识，并讨论了这些研究成果的实际意义。     

鼠疫耶尔森菌Ⅲ型分泌系统相关蛋白β-内酰胺酶报告系统的建立

目的构建鼠疫耶尔森菌（鼠疫菌）Ⅲ型分泌系统（T3SS）相关蛋白β-内酰胺酶（TEM-1β-lactamases,Bla）报告基因载体,旨在运用本系统检测鼠疫菌待测蛋白能否转运至宿主细胞内。方法将TEM基因克隆入pA-CYC184载体中,构建用于鼠疫菌研究的TEM报告基因载体。把待分析的鼠疫菌基因及启动子区克隆入TEM基因上游,使鼠疫菌蛋白与TEM蛋白融合表达。将鼠疫菌基因-TEM融合表达载体电转化到鼠疫菌中,并感染HeLa细胞2 h后,加入CCF2-AM底物,在激光共聚焦显微镜下观察结果。结果与结论应用本系统检测了YopK-Bla、YscK-Bla、YscL-Bla和YscX-Bla进入宿主细胞的情况,YopK-Bla和YscX-Bla菌株感染的HeLa细胞呈蓝色,YscK-Bla和YscL-Bla菌株感染的HeLa细胞呈绿色,表明YopK及YscX可以进入宿主细胞,而YscK和YscL则不能。本研究成功地构建了适于鼠疫菌的TEM报告基因系统,该系统可作为分析其他鼠疫菌蛋白能否在感染的过程中进入宿主细胞的工具,为鼠疫菌T3SS相关蛋白致病机制研究奠定了基础。     

乙型肝炎、丁型肝炎病毒联合诊断芯片制备的初步研究

目的制备联合检测乙型肝炎病毒(HBV)、丁型肝炎病毒(HDV)基因芯片并进行杂交验证。方法利用Primer Premier 5．0分别针对HBV、HDV基因保守区域设计多对PCR引物，扩增后的产物克隆至pMD18-T载体，提取阳性克隆质粒进行测序分析鉴定。用PixSys5500芯片打印仪将PCR产物打印在氨基修饰的玻片上制备成检测芯片。样品荧光标记采用限制性显示(RD)技术，标记后进行杂交验证分析。结果序列分析表明，运用PCR技术得到的多个基因片段均属于HBV、HDV特异基因。杂交结果显示，敏感性、特异性、重复性等指标均佳。结论利用PCR扩增产物作为探针制备HBV、HDV联合诊断芯片是一种快速、简便的实用方法，有着广阔的应用前景；利用RD技术标记样品可提高多种肝炎病毒混合检测的敏感性。     

鼠疫耶尔森菌活疫苗株的比较基因组学研究

目的揭示不同来源的鼠疫活疫苗株在基因组组成上的差异。方法以芯片比较基因组杂交为主要研究手段，结合PCR验证，对19株鼠疫活疫苗株进行比较基因组分析。结果鼠疫活疫苗株基因组中缺失了大量基因，但也有某些大片段基因的拷贝增多。结论不同来源的疫苗株在基因组组成上存在差异，构成了不同疫苗株的表型与使用效果具有差异性的遗传基础。     

A real-time fluorescence polymerase chain reaction assay for the identification of Yersinia pestis using a field-deployable thermocycler

Real-time fluorescence polymerase chain reaction is a microbial identification method that can provide rapid and accurate results using a field-deployable thermocycler, the RAPID ("ruggedized" advanced pathogen identification device). A Yersinia pestis-specific TaqMan assay required approximately 75 minutes and achieved a sensitivity of 100 fg of Y. pestis genomic DNA (20 genome equivalents). Specificity testing against a genomic DNA cross-reaction panel comprised of 22 bacterial species encountered in the respiratory tract resulted in no false positives. No cross-reaction occurred with human genomic DNA.