病原性大腸菌ゲノムの多様性と可塑性

致病性大肠杆菌基因组的多样性和可塑性

基本信息

批准号：
13206068
负责人：
林哲也
金额：
$ 4.16万
依托单位：
宮崎医科大学
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13206068/
关键词：
病原性大腸菌ゲノムゲノム多型可塑性 PCR バクテリオファージ

项目摘要

病原性大腸菌には種々のタイプが存在し、それぞれ異なった感染症を引き起こす。病原性大腸菌のゲノムの多様性の実態と病原型との関連、多様性獲得の分子機構、それに伴うゲノムの可塑性を明らかにすることを目的として、病原性大腸菌O157堺株とK-12株のゲノム配列に基づいて、大腸菌ゲノムを約10Kb単位で増幅できるPCRプライマーセットを作製し、これを用いて各種O157株の全ゲノム構造を解析した(whole genome PCR scanning、以下WGPSと呼ぶ)。まず、1998年に日本各地で分離されたO157臨床分離株からXbaIによる染色体切断パターンの大きく異なる10株を選択し、堺株を基準として全ゲノム構造をWGPSで解析した。各O157株で堺株と構造の異なるゲノム領域を全て同定でき(2株はO157ではないことが解析終了後に判明)、WGPSという新しいゲノム解析法がほぼ確立できたといえる。また、解析結果から、O157菌株間には予想以上の多様性が存在し、特にラムダ様プロファージ領域には株間で大きな違いがあることが明らかとなった。多様なO157の出現にはラムダ様ファージが大きく関与していることが示唆される。堺株と構造の異なる領域の配列決定に関しては現在進行中である。PCRで増幅されない領域は、インバースPCR法を用いて該当領域の構造を決定する予定であったが、PCRで増幅されない領域も予想以上に数が多く、サイズも大きかったため、各株のBACライブラリーの作製を行うことにより対応することにした。現在、BACライブラリーの作成が進行中である。なお、継代培養によるゲノムの可塑性解析に関しては、継代培養条件等の検討を行い、得られた菌株の一部で染色体の構造変化が起きていることをPFGEで確認した。また、これらの解析と平行して、urease遺伝子の大腸菌株間における保有率およびtoxB遺伝子の機能を解析し、その分布や機能の一部が明らかにできた。

致病性大肠杆菌有多种类型，每种都会引起不同的感染。为了阐明致病性大肠杆菌基因组多样性的实际状态及其与致病型的关系、获得多样性的分子机制以及相关的基因组可塑性，我们研究了致病性大肠杆菌O157 Sakai菌株和K-12菌株的影响基于该菌株的基因组序列，我们创建了能够以大约10 Kb单位扩增大肠杆菌基因组的PCR引物组，并用它来分析各种O157菌株的全基因组结构（全基因组PCR）。扫描，以下简称WGPS）。首先，我们从1998年日本各地分离的O157临床分离株中筛选出10株XbaI染色体切割模式显着不同的菌株，并以Sakai菌株为参考，利用WGPS分析了它们的全基因组结构。在每一个O157毒株中，我们都能够识别出所有与Sakai毒株在结构上不同的基因组区域（分析完成后发现这两个毒株不是O157），可以说，新的基因组分析称为 WGPS 的方法已基本建立。此外，分析结果显示，O157菌株之间的多样性比预期的要大，其中λ样原噬菌体区域的菌株之间存在特别大的差异。表明 lambda 样噬菌体在很大程度上参与了多样化 O157 的出现。目前正在进行 Sakai 菌株结构不同区域的测序。我们原本计划使用反向PCR来确定PCR未扩增区域的结构，但由于PCR未扩增区域的数量和大小比预期要大，我们决定使用每个菌株的BAC文库。我们决定通过创建一个来回应。 BAC 库的创建工作目前正在进行中。关于通过传代培养进行的基因组可塑性分析，我们检查了传代培养条件，并通过 PFGE 确认，在一些获得的菌株中发生了染色体结构变化。在这些分析的同时，我们还分析了脲酶基因在大肠杆菌菌株中的流行情况以及toxB基因的功能，并能够阐明其部分分布和功能。