基因调控网络模型构建方法

基因调控网络的研究从基因之间相互作用的角度揭示复杂的生命现象,是功能基因组学研究的重要内容,也是当前生物信息学研究的前沿.基因芯片技术在生物信息学中的应用为基因调控网络的研究提供大量可供研究与分析的基础数据.本文介绍了基因调控网络的起源与近年来的发展情况,详细说明了基因调控网络构建的前提与基本原理,并分析几种经典调控网络模型:布尔网络模型、线性及非线性模型和贝叶斯网络模型,阐述各种模型构建的基本原理和算法,结合基因芯片的数据特点,探讨各种模型的优缺点及其适用情况,对各种网络模型进行分析与总结.     

基于时间序列表达数据基因调控网络模型的研究进展

基因间的调控是随时间、环境变化的动态事件,基因调控网络是一个连续而复杂的动态系统,基于时间序列的基因组DNA微阵列为研究者提供了构建动态调控网络的工具.本文介绍几种基于时间序列基因表达数据调控网络模型(时序布尔网络、微分方程、动态贝叶斯等),分析几种模型的优缺点,并展望未来的研究趋势.     

三种细菌HPI核心区ybtE基因核苷酸序列及推导氨基酸序列的比较研究

目的比较三种肠聚集性大肠埃希菌、小肠结肠炎耶尔森菌和鼠疫耶尔森菌HPI毒力岛核心区ybtE基因的同源性。方法PCR扩增肠聚集性大肠埃希菌(EAEC)17-2ybtE基因的完整序列,克隆后测序。用ABIPRISM软件对该ybtE基因序列与已知的鼠疫耶尔森菌HPI的ybtE基因以及小肠结肠炎耶尔森菌HPI的irp5基因进行核苷酸序列和推导氨基酸序列比较。结果核苷酸序列,EAEC17-2与鼠疫耶尔森菌及小肠结肠炎耶尔森菌之间的同源性分别为99.8%和98.2%,鼠疫耶尔森菌与小肠结肠炎耶尔森菌之间的同源性为98.2%;推导氨基酸序列,EAEC17-2与鼠疫耶尔森菌及小肠结肠炎耶尔森菌之间的同源性分别为99.8%和97.6%,鼠疫耶尔森菌与小肠结肠炎耶尔森菌之间的同源性为97.8%。结论ybtE基因作为HPI的功能基因高度保守,EAEC中的HPI可能来源于YpsHPI。     

云南省梁河县家鼠鼠疫疫源地中致病性耶尔森菌的调查

目的对梁河县家鼠鼠疫疫源地鼠疫、假结核及小肠结肠炎3种致病性耶尔森菌分布情况调查分析并研究其病原学特征。方法选择梁河县5个鼠疫常规监测的乡镇,采集鼠盲肠标本,4℃冷增菌后采用耶尔森菌选择培养基进行致病性耶尔森菌的分离;对所分菌株进行生化鉴定、生物分型、血清分型和毒力基因(ail、yst A、yst B、yad A、vir F及rbfc)检测。结果共捕鼠533只,主要是黄胸鼠、臭鼩鼱、斯氏家鼠等;自鼠肠道中分离到2株小肠结肠炎耶尔森菌,分离率为0.4%(2/533),皆分离自黄胸鼠;2株小肠结肠炎耶尔森菌均为生物1A型,且毒力基因检测均为阴性;未检测到鼠疫耶尔森菌和假结核耶尔森菌。结论梁河县家鼠中少量携带非致病性小肠结肠炎耶尔森菌,未发现鼠疫耶尔森菌与假结核耶尔森菌的相关线索。     

丽江市家犬中致病性耶尔森菌流行病学调查

目的 了解丽江市鼠疫疫源地内家犬中携带致病性耶尔森菌的流行情况及其病原学特征。方法 选择丽江市古城区和玉龙县各2个乡镇,逐户采集犬肛拭子及血液标本。肛拭子经4 ℃冷增菌后,采用耶尔森选择培养基对小肠结肠炎耶尔森菌、鼠疫耶尔森菌和假结核耶尔森菌三种致病性耶尔森菌进行分离;对所分菌株再进行生化鉴定、生物分型、血清分型和毒力基因型检测;对血液标本进行鼠疫F1抗体的检测。结果 共采集467份肛拭子,分离到4株小肠结肠炎耶尔森菌,未分离到鼠疫耶尔森菌及假结核耶尔森菌;4株小肠结肠炎耶尔森菌中,2株为O∶3血清型和非1A生物型,毒力基因齐全为致病株;另2株为1A生物型血清型未定,毒力基因阴性为非致病株;467份血液标本中26份为F1抗体阳性,其中1份阳性标本与1份分离到小肠结肠炎耶尔森菌的肛拭子来自同一只家犬。结论 丽江市家犬中携带小肠结肠炎耶尔森菌,且有致病性菌株;此外,在一只家犬中,发现存在着鼠疫耶尔森菌与小肠结肠炎耶尔森菌共感染的现象。     

云南省鼠疫静息期家鼠鼠疫疫源地犬中致病耶尔森菌调查

目的 对云南省家鼠鼠疫疫源地鼠疫指示动物-犬中致病性耶尔森菌分布情况调查分析,以探求鼠疫菌微生态状况,为研究鼠疫的流行与静息提供更多线索。方法 2016年7月—2017年8月采用多重分层抽样法在云南省抽取不同时间进入流行静息期、不一样流行强度和不同地理位置的家鼠鼠疫疫源县共10个（历史疫区、近史流行区、复燃疫区、现疫区）作为调查点,采集犬肛门拭子置于改良PBS中,经4 ℃冷增菌15 d后,吸取混匀的培养液1 mL 提取DNA,采用PCR方法检测foxA、inv及caf1基因,并对基因阳性材料采用耶尔森选择培养基分离菌株,提取菌株的DNA并检测其ail毒力基因。结果 云南省10个疫源县共采集犬肛门拭子标本915份,foxA 基因检测阳性率为1.64%（15/915）,未检出inv基因与caf1基因阳性。小肠结肠炎耶尔森菌分离阳性率为1.3%（12/915）,其中2株具有ail 毒力基因;未分离到鼠疫耶尔森菌和假结核耶尔森菌。结论 云南省家鼠鼠疫疫源地犬中存在小肠结肠炎耶尔森菌的分布;未发现鼠疫菌线索,其原因值得进一步探讨。     

鼠疫耶尔森氏菌研究进展

鼠疫耶尔森能导致致病性极强的鼠疫,曾在世界范围内引起3次大流行,可作为生物武器使用。鼠疫耶尔森菌的全基因组序列已测定完成,3个毒性质粒上含有诸多与致病性有关的基因。对鼠疫耶尔森菌遗传特征的研究已进入后基因组时代。本文就鼠疫耶尔森茵的基因组,遗传特征及检测技术等方面作一综述。     

广东省鼠类耶尔森氏菌现状分析

目的 了解广东省鼠疫疫源地和非鼠疫疫源地鼠类耶尔森氏菌的分布和相互抑制的情况。方法 分别采用间接血球凝集试验（IHA）、放射免疫沉淀试验（RIP）进行鼠疫耶尔森氏菌特异性F1抗体检测，并分别对鼠类回盲部内容物和肝、脾、舌进行冷增菌后，以选择培养基分离。结果 广东省鼠疫疫源地未检出任何一种耶尔森氏菌，而非鼠疫疫源地区检出小肠结肠炎耶尔森氏菌2株，中间型耶尔森氏菌1株。结论 广东省鼠疫疫源地处于静息期，在鼠疫疫源地区和非疫疫源地区耶尔森氏菌存在互相抑制现象。     

耶尔森菌选择培养基在鼠疫耶尔森菌分离培养中的应用

目的了解大肠埃希氏菌、鼠伤寒沙门氏菌、鼠疫耶尔森菌等实验菌株在不同培养基上的生长情况。方法将9种实验菌株分别接种营养琼脂培养基、赫氏培养基、耶尔森菌选择培养基进行分离培养。结果 9种实验菌株在营养琼脂培养基、赫氏培养基上生长良好,而在耶尔森菌选择培养基上只有鼠疫耶尔森菌、小肠结肠炎耶尔森菌、假结核耶尔森菌生长,其它实验菌株受到抑制未生长。结论耶尔森菌选择培养基在鼠疫耶尔森菌的分离培养中优于营养琼脂培养基和赫氏培养基。     

鼠疫菌pMT1质粒的序列分析研究进展

鼠疫是由鼠疫耶尔森菌(简称鼠疫菌)引起的烈性传染病。鼠疫菌质粒是鼠疫菌染色体外的遗传物质,3种常规质粒中,pMT1质粒序列变化最大,结构组成最复杂,目前对其研究相对较少。应用BLAST和Mauve软件对已有36株菌株的pMT1质粒序列比对,对鼠疫菌pMT1质粒的序列特征、基因及其功能研究分析。结果显示基因模块存在较大重排,模块排列存在较大差异,同一生物型有可能差异较大,不同生物型也有模块相似,但同一生物型较不同生物型差异相对较小;插入序列数及位置不同,部分菌株pMT1质粒序列上的毒力基因存在基因突变;一些菌株的pMT1质粒序列中含有其他菌株没有的特殊基因,以及其他功能尚不清楚的基因。对鼠疫菌pMT1质粒的序列分析研究,可以增进对鼠疫流行的认识,对疫苗开发及制定合理的防治对策具有重要意义。     

云南省普洱市家鼠鼠疫疫源地鼠疫噬菌体的分离及鉴定

目的 调查云南省普洱市家鼠鼠疫疫源地宿主动物中携带鼠疫噬菌体的情况,并进行鉴定。 方法 2015年11月—2016年6月在普洱市的澜沧县、墨江县及思茅区选取9个疫点,采用鼠铗法捕获老鼠,取其肠道标本;以鼠疫疫苗株EV76为饲养菌,采用双层平板法分离鼠疫噬菌体,并对噬菌体进行电镜扫描等鉴定。同时对肠道标本进行鼠疫菌特异基因caf1检测。 结果 共采集286份样本,从中分离到4株鼠疫噬菌体,总分离率1.40%;4株鼠疫噬菌体分离自3个疫点,其中澜沧县勐朗镇勐宾村自226份标本中分离到2株,墨江县龙潭乡大沙坝村自4份标本中分离到1株,思茅区云仙乡大石头村自7份标本中分离到1株;4株鼠疫噬菌体中,有3株分离自黄胸鼠,1株分离自斯氏家鼠;4株鼠疫噬菌体初次分离时其噬斑表现出多态性,选择其中2株噬菌体进行电镜扫描,皆为肌尾病毒科噬菌体;所有肠道标本caf1检测阴性。 结论 首次在普洱市家鼠鼠疫疫源地中分离到鼠疫噬菌体,所分鼠疫噬菌体为肌尾病毒科噬菌体且具有多态性,值得进一步研究。     

青海高原喜马拉雅旱獭血清中特异性鼠疫噬菌体抗体的检测

目的 利用微量法间接检测青海高原喜马拉雅旱獭血清中特异性鼠疫噬菌体抗体,为后续噬菌体和哺乳动物免疫学之间的相互作用、噬菌体治疗、噬菌体与生态学研究提供理论依据。方法 以青藏高原鼠疫疫源地分离的3株野生型鼠疫噬菌体和实验室诊断用鼠疫噬菌体为抗原,利用微量板法和双层琼脂平板法定性检测青海高原同德县、贵南县、共和县、兴海县、天峻县5个疫源县采集于2020年、2021年7—9月份喜马拉雅旱獭血清中的特异性鼠疫噬菌体免疫抗体。结果 4株鼠疫噬菌体分别与847份喜马拉雅旱獭血清进行中和试验,通过点滴法均未检测到与鼠疫噬菌体抗原反应的特异性噬菌体免疫抗体。结论 青海高原喜马拉雅旱獭血清中未发现特异性鼠疫噬菌体抗体,这与2020—2021年青海省天峻县、同德县、共和县、兴海县、贵南县5个鼠疫疫源县采样地点的鼠疫流行病学显示为静息期无鼠疫病原体存在的流行特点一致,即无鼠疫病原体的存在,间接说明这些鼠疫疫源地鼠疫噬菌体不存在或者比较微弱的存在,故检测不到特异性鼠疫噬菌体免疫抗体。可能反映了宿主动物与鼠疫噬菌体自然接触频率少,抗噬菌体抗体可能与鼠疫感染的形式和疾病的强度有关。     

云南省鼠疫菌株脉冲场电泳分析

目的:对云南不同片区及不同类型的鼠疫菌株进行基因分型。方法:采用脉冲场电泳(PFGE)对菌株进行分析。结果:1.云南省鼠疫菌株被分为5个型,所有鼠疫菌株在680kb和330kb有两条共同的带;2.大部分家鼠鼠疫具有一致图谱;3.云南家、野两型鼠疫菌的脉冲场电泳图谱存在差异。结论:脉冲场电泳分析可用于云南鼠疫分子流行病学研究。     

基因芯片用于鼠疫快速诊断的初步研究

目的将基因芯片技术用于鼠疫的快速诊断。方法分别采用RD标记技术对鼠疫耶尔森菌、小肠结肠炎耶尔森菌和假结核耶尔森菌的DNA样品进行标记,与芯片上的探针进行杂交。结果芯片能将鼠疫耶尔森菌与同属的2种致病性细菌鉴别开。结论基因芯片是一种有效的诊断工具,可用于鼠疫的诊断。     

基因芯片用于鼠疫快速诊断的初步研究

目的 将基因芯片技术用于鼠疫的快速诊断。方法 分别采用RD标记技术对鼠疫耶尔森菌、小肠结肠炎耶尔森菌和假结核耶尔森菌的DNA样品进行标记，与芯片上的探针进行杂交。结果 芯片能将鼠疫耶尔森菌与同属的2种致病性细菌鉴别开。结论 基因芯片是一种有效的诊断工具，可用于鼠疫的诊断。     

胶体金免疫层析法在鼠疫监测应用

目的了解胶体金免疫层析法（GICA）快速诊断鼠疫试剂的应用效果。方法在鼠疫监测中用间接血凝（IHA）微量法和胶体金免疫层析法检测鼠型动物血清中鼠疫F1抗体;选IHA微量法初筛时发生凝集的鼠型动物血清,用GICA检测鼠疫F1抗体,设立IHA微量法抑制试验对照;在溶血血清中加入鼠疫阳性参考血清,用GICA检测鼠疫F1抗体,设立IHA对照;用鼠疫菌EV76株免疫鼠类建立动物模型,用GICA检测鼠疫F1抗体和F1抗原,分别设立IHA和反向间接血凝（RIHA）对照。结果 IHA微量法和GICA检测鼠型动物血清237份,两种方法检测结果一致,全部阴性;GICA及IHA微量法抑制试验检测IHA微量法初筛时发生凝集的鼠型动物血清57份,两种方法结果一致,均为阴性,证实初筛结果为非特异性凝聚;GICA检测含鼠疫鼠疫阳性参考血清的鼠型动物溶血血清45份,结果全部阳性,而IHA对照结果无法判断;用GICA检测动物模型中鼠类血清25份和鼠类脏器18份,结果分别与IHA和RIHA对照一致。结论鼠疫胶体金试剂使用简便、快速、特异、敏感、便于鼠疫监测现场和鼠疫应急应用。     

Comparative Genomic Analysis of Gene Variations of Two Chinese Yersinia pestis Isolates from Vaccine Strain EV76

Objective To investigate genomic variations of two Chinese Yersinia pestis isolates that were isolated from different plague foci obtained from vaccine strain EV76 from the Yunnan province of China.Methods A microarray containing 12 000 probes covering the entire genome of seven Yersinia pestis and two Yersinia pseudotuberculosis strains,was used.PCR assays were performed to confirm microarray results.Results The gene variations detected included the absence of five genes related to the synthesis of betaine in both EV76 and another sequenced attenuated strain,KIM D27.Several genes related to phage-related membrane proteins were found to be absent in the Antiqua biovar Yunnan strain,485,which was isolated from a rodent plague foci.Conclusion These findings provide initial insight into the distinct strains isolated from natural foci,within their genomic context,including Yunnan Y.pestis strains.This information will be used therefore to establish subsequent comparisons of these sequences with published complete genomes of other strains.