本文關(guān)鍵詞：肺炎克雷伯菌中毒素—抗毒素系統(tǒng)的生物信息學(xué)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumonia)是醫(yī)源性感染中最重要的革蘭陰性條件致病菌之一。其攜帶的質(zhì)粒和其他可移動遺傳元件快速地介導(dǎo)了獲得性耐藥基因的播散,包括引起全球廣泛關(guān)注的碳青霉烯類抗生素耐藥基因。細(xì)菌耐藥質(zhì)粒常編碼Rel BE等毒素-抗毒素系統(tǒng)(Toxin-antitoxin system,TA system),以維持其遺傳穩(wěn)定性。近期研究還發(fā)現(xiàn),Hip BA等TA系統(tǒng)與細(xì)菌耐受抗生素的持留細(xì)胞的形成相關(guān)。至今已在不同細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了5種不同類型TA系統(tǒng)。其中,研究最為深入的II型TA系統(tǒng)常由一對毒素和抗毒素基因組成一個(gè)操縱子;當(dāng)細(xì)菌在氨基酸缺乏和抗生素作用等脅迫條件下,抗毒素不穩(wěn)定易被蛋白酶降解,毒素則可引發(fā)細(xì)胞進(jìn)入程序性死亡程序。本論文推測肺炎克雷伯菌染色體和天然質(zhì)粒中存在不同家族的II型TA系統(tǒng),與肺炎克雷伯菌耐藥性和自然生存等關(guān)鍵生物學(xué)特性相關(guān)。本論文利用了生物信息學(xué)方法對已測序肺炎克雷伯菌基因組的II型TA系統(tǒng)進(jìn)行了預(yù)測和比較分析,以期輔助實(shí)驗(yàn)研究來解析這些II型TA系統(tǒng)的生物學(xué)功能。本論文首先更新了II型TA系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫TADB。在2011年開發(fā)的1.1版本基礎(chǔ)上,重點(diǎn)開展了以下兩個(gè)方面的工作:(i)技術(shù)更新,包括后臺關(guān)系型數(shù)據(jù)庫重設(shè)計(jì)、遷移及前端開發(fā);(ii)數(shù)據(jù)更新,通過收集和整理新發(fā)表的417篇文獻(xiàn),經(jīng)過人工校證后新增加了156對實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的II型TA系統(tǒng),還將44對I型,2對III型,1對IV型和1對V型TA系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加入了數(shù)據(jù)庫。其次,本論文利用TADB 2.0的新數(shù)據(jù)集,開發(fā)了預(yù)測細(xì)菌II型TA系統(tǒng)的在線工具TAfinder。該工具的預(yù)測模塊TAfinder-Predict捕捉了TA蛋白序列相似性、保守結(jié)構(gòu)域組成、TA操縱子結(jié)構(gòu)和TA基因長度等特征,提出了II型TA系統(tǒng)預(yù)測的新算法;模塊TAfinder-Compare能夠通過序列比對以及毒素和抗毒素的共定位查看TA系統(tǒng)在目標(biāo)基因組內(nèi)的分布;模塊TAfinder-Context則提供了包括耐藥基因、致病因子及可移動遺傳元件相關(guān)基因的序列比對,可以快速查看TA系統(tǒng)上下游的基因組成。利用TAfinder工具,在來自于10個(gè)肺炎克雷伯菌株的33個(gè)染色體和質(zhì)粒的全測序基因組序列中,識別到了共計(jì)212對II型TA系統(tǒng);其中,在77對TA系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了尚無實(shí)驗(yàn)報(bào)道的、含有GNAT(Gcn5-related acetyl transferase)功能域的毒素蛋白。比較分析顯示,這些TA系統(tǒng)不僅在菌株間的分布存在差異,其在染色體和質(zhì)粒間的分布也存在著差異。最后,本論文進(jìn)一步考查了II型TA系統(tǒng)在已測序細(xì)菌基因組及可移動遺傳元件中的分布。在來自2194個(gè)菌株的7523個(gè)全測序染色體和質(zhì)粒的復(fù)制子序列中,TAfinder工具識別了38456對II型TA系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)支持了TA系統(tǒng)分布與復(fù)制子基因組大小無關(guān)的觀點(diǎn),并顯示出TA系統(tǒng)在部分菌株中有明顯的富集。此外,在原噬菌體、整合性接合元件和質(zhì)粒等可移動遺傳元件序列中,識別的大量不同家族TA系統(tǒng),則支持了TA系統(tǒng)可維持這些元件在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的假設(shè)。總之,本論文以肺炎克雷伯菌為切入點(diǎn),對已測序細(xì)菌基因組中II型TA系統(tǒng)的分布進(jìn)行了系統(tǒng)地考查。所構(gòu)建的TADB2.0開放系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和TAfinder識別工具,將有助于肺炎克雷伯菌及其他重要病原細(xì)菌TA系統(tǒng)功能的解析。
【關(guān)鍵詞】：肺炎克雷伯菌 細(xì)菌毒素-抗毒素系統(tǒng) 分子生物學(xué)數(shù)據(jù)庫 生物信息學(xué)工具
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R378
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-10
• 第一章 緒論10-28
• 1.1 肺炎克雷伯菌概述10-12
• 1.1.1 肺炎克雷伯菌簡介10
• 1.1.2 肺炎克雷伯菌的致病性和耐藥性10-12
• 1.2 細(xì)菌毒素-抗毒素系統(tǒng)概述12-21
• 1.2.1 毒素-抗毒素系統(tǒng)簡介12-13
• 1.2.2 毒素-抗毒素系統(tǒng)的分類13-15
• 1.2.3 毒素-抗毒素系統(tǒng)毒素靶點(diǎn)的多樣性15-17
• 1.2.4 毒素-抗毒素系統(tǒng)的功能17-18
• 1.2.5 毒素-抗毒素系統(tǒng)與持留細(xì)胞的形成18-21
• 1.3 細(xì)菌毒素-抗毒素系統(tǒng)的生物信息學(xué)研究21-26
• 1.3.1 微生物信息學(xué)技術(shù)21-22
• 1.3.2 毒素-抗毒素的預(yù)測工具22-23
• 1.3.3 毒素-抗毒素系統(tǒng)的二級數(shù)據(jù)庫23-26
• 1.4 本研究的主要工作26-28
• 第二章 細(xì)菌毒素-抗毒素系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫TADB 2.0 的開發(fā)28-40
• 2.1 引言28-29
• 2.2 材料與方法29-37
• 2.2.1 TADB數(shù)據(jù)庫后臺重構(gòu)及遷移29-32
• 2.2.2 TADB數(shù)據(jù)庫前端功能遷移32-36
• 2.2.3 TADB數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)恢復(fù)36
• 2.2.4 文獻(xiàn)挖掘與數(shù)據(jù)更新36-37
• 2.3 結(jié)果與討論37-38
• 2.3.1 TADB 2.0 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的更新37-38
• 2.3.2 TADB 2.0 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)更新38
• 2.4 小結(jié)和展望38-40
• 第三章 細(xì)菌II型毒素-抗毒素系統(tǒng)識別工具TAFINDER的開發(fā)40-54
• 3.1 引言40-41
• 3.2 材料與方法41-49
• 3.2.1 TAfinder開發(fā)環(huán)境以及架構(gòu)41
• 3.2.2 數(shù)據(jù)集41-42
• 3.2.3 II型毒素-抗毒素系統(tǒng)的特征參數(shù)42-44
• 3.2.4 TAfinder工具的總體設(shè)計(jì)44-46
• 3.2.5 TAfinder的核心算法46-47
• 3.2.6 TAfinder的比較分析模塊47-49
• 3.3 結(jié)果與討論49-53
• 3.3.1 TAfinder網(wǎng)上服務(wù)49-52
• 3.3.2 TAfinder預(yù)測算法評價(jià)52-53
• 3.4 小結(jié)與展望53-54
• 第四章 肺炎克雷伯菌中II型毒素-抗毒素系統(tǒng)的分析54-67
• 4.1 引言54
• 4.2 材料與方法54-56
• 4.2.1 已測序的肺炎克雷伯菌基因組54-55
• 4.2.2 肺炎克雷伯菌中毒素-抗毒素系統(tǒng)的識別55
• 4.2.3 肺炎克雷伯菌中毒素-抗毒素系統(tǒng)的歸類55
• 4.2.4 肺炎克雷伯菌中毒素-抗毒素系統(tǒng)的比較分析55-56
• 4.3 結(jié)果與討論56-66
• 4.3.1 肺炎克雷伯菌中毒素-抗毒素系統(tǒng)概況56-59
• 4.3.2 肺炎克雷伯菌中TA系統(tǒng)的分布59-66
• 4.4 小結(jié)與展望66-67
• 第五章 II型毒素-抗毒素分布多樣性的分析67-81
• 5.1 引言67
• 5.2 材料與方法67-70
• 5.2.1 數(shù)據(jù)集67-68
• 5.2.2 TAfinder批量預(yù)測毒素-抗毒素系統(tǒng)68-69
• 5.2.3 全測序細(xì)菌基因組中毒素-抗毒素系統(tǒng)的識別69-70
• 5.2.4 可移動遺傳元件攜帶的II型毒素-抗毒素系統(tǒng)70
• 5.3 結(jié)果與討論70-80
• 5.3.1 II型毒素-抗毒素系統(tǒng)在細(xì)菌物種間的分布70-74
• 5.3.2 II型毒素-抗毒素系統(tǒng)在可移動遺傳元件中的分布74-80
• 5.4 小結(jié)與展望80-81
• 第六章 總結(jié)81-82
• 6.1 創(chuàng)新點(diǎn)81-82
• 附錄182-87
• 參考文獻(xiàn)87-93
• 致謝93-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文94-96

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃忠強(qiáng);肺炎克雷伯菌的藥敏結(jié)果分析[J];廣西預(yù)防醫(yī)學(xué);2001年04期

2 萬珊;費(fèi)櫻;楊煥婕;劉寶;;1051株臨床肺炎克雷伯菌的藥敏分析[J];中華醫(yī)院感染學(xué)雜志;2011年20期

3 雷德龍,沈源;134株肺炎克雷伯菌的分離與藥敏分析[J];上海醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)雜志;1997年04期

4 葉楊芹,馬佳毓,付英梅,張文莉,趙月輝;脈沖凝膠電泳技術(shù)在肺炎克雷伯菌分型中的應(yīng)用[J];中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志;2002年04期

5 盛清;社區(qū)獲得性肺炎克雷伯菌菌血癥:臨床類型的全球性差異[J];國外醫(yī)學(xué)(流行病學(xué)傳染病學(xué)分冊);2002年03期

6 諸葛石養(yǎng),鐘毓娟,林慧,蒙保山,韋維;98例肺炎克雷伯菌的臨床分布及藥敏分析[J];右江民族醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2003年01期

7 梁元吉;;老年下呼吸道感染患者肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌耐藥性分析[J];中國醫(yī)學(xué)文摘.內(nèi)科學(xué);2003年06期

8 熊一平,余顯書,曹何,胥飚;147株肺炎克雷伯菌引起醫(yī)院感染調(diào)查和藥敏結(jié)果分析[J];重慶醫(yī)學(xué);2004年02期

9 褚斌斌,楊珊明,鄔碩平,張素惠;188株肺炎克雷伯菌的抗菌藥物敏感試驗(yàn)分析[J];現(xiàn)代實(shí)用醫(yī)學(xué);2005年08期

10 唐惠君;;肺炎克雷伯菌的藥敏解析[J];職業(yè)與健康;2006年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 萬珊;費(fèi)櫻;楊煥婕;劉寶;;1051株臨床肺炎克雷伯菌藥敏分析[A];中國醫(yī)院協(xié)會第十八屆全國醫(yī)院感染管理學(xué)術(shù)年會論文資料匯編[C];2011年

2 王德春;王瑞蓮;;196株肺炎克雷伯菌藥敏分析[A];第十屆全軍檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2005年

3 劉玲瓏;毛文祥;丁汀;;臨床分離肺炎克雷伯菌體外耐藥的動態(tài)觀察[A];應(yīng)對突發(fā)公共衛(wèi)生事件論壇論文集[C];2005年

4 廖維維;呂火祥;胡慶豐;沈蓓瓊;袁武鋒;;尿液中分離出菌落形態(tài)完全變異的肺炎克雷伯菌[A];2008年浙江省檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2008年

5 陳建江;陳國英;;住院患者分離的肺炎克雷伯菌耐藥性和流行狀況分析[A];2011年浙江省檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2011年

6 馬峻;樊毅;江麗萍;詹學(xué)峰;;肺結(jié)核患者感染肺炎克雷伯菌藥敏分析[A];中華醫(yī)學(xué)會第七次全國中青年檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2012年

7 程科萍;王少康;孔慶芳;孔璐;孫桂菊;張徐軍;;新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房4例肺炎克雷伯菌感染暴發(fā)分析[A];中國醫(yī)院協(xié)會第十八屆全國醫(yī)院感染管理學(xué)術(shù)年會論文資料匯編[C];2011年

8 陳敏;朱張國;沈先麗;;76株肺炎克雷伯菌感染及耐藥性的分析[A];貴州省醫(yī)學(xué)會重癥醫(yī)學(xué)分會第三屆學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2008年

9 陳亞紅;姚婉貞;周慶濤;劉振英;張曉偉;;產(chǎn)超廣譜β內(nèi)酰胺酶大腸桿菌和肺炎克雷伯菌的耐藥性變化[A];中華醫(yī)學(xué)會第七次全國呼吸病學(xué)術(shù)會議暨學(xué)習(xí)班論文匯編[C];2006年

10 華杰;李艷霞;;肺炎克雷伯菌耐藥性監(jiān)測[A];2006中國微生物學(xué)會第九次全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 徐珍　編譯;超級病菌橫掃歐洲[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2012年

2 陶慶春;用病原學(xué)檢測指導(dǎo)抗生素使用[N];健康報(bào);2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賀子龍;醫(yī)院獲得性及社區(qū)獲得性肺炎克雷伯菌的比較基因組學(xué)研究[D];中國科學(xué)院北京基因組研究所;2016年

2 李欣燃;Hfq對肺炎克雷伯菌耐藥性影響和機(jī)制初探及Hfq抑制劑虛擬篩選[D];吉林大學(xué);2016年

3 朱衛(wèi)民;肺炎克雷伯菌β—內(nèi)酰胺酶耐藥機(jī)制研究[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2002年

4 姚芬;肺炎克雷伯菌和假單胞菌耐藥機(jī)制研究[D];汕頭大學(xué);2007年

5 魏澤慶;產(chǎn)KPC酶肺炎克雷伯菌分子流行和質(zhì)粒介導(dǎo)的KPC酶傳播機(jī)制研究[D];浙江大學(xué);2013年

6 楊繼勇;產(chǎn)KPC肺炎克雷伯菌分子流行病學(xué)與分子特征研究[D];中國人民解放軍醫(yī)學(xué)院;2013年

7 齊艷;產(chǎn)KPC型碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌分子分型及傳播機(jī)制研究[D];浙江大學(xué);2012年

8 王京;引起肝膿腫的肺炎克雷伯菌毒力基因分析與分子流行特征研究[D];中國人民解放軍醫(yī)學(xué)院;2013年

9 賈艷;豬源肺炎克雷伯菌菌毛致病的分子基礎(chǔ)及其免疫相關(guān)抗原表位的篩選[D];吉林大學(xué);2007年

10 趙麗娜;基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)大腸埃希菌及肺炎克雷伯菌氟喹諾酮耐藥分子流行及遺傳特征研究[D];浙江大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳銘;家兔4種具有相似呼吸道病變疾病的多重PCR檢測方法建立[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

2 李玲霞;肺炎克雷伯菌的臨床分離及耐藥性分析[D];吉林大學(xué);2016年

3 鐘雪珊;健康人、腹瀉兒童與鼠形動物腸道肺炎克雷伯菌的病原學(xué)特征和耐藥性分析[D];南方醫(yī)科大學(xué);2016年

4 薛健;肺炎克雷伯菌轉(zhuǎn)錄調(diào)控子CRP對allS的調(diào)控研究[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2016年

5 周錫鵬;肺炎克雷伯菌RcsAB對菌株超粘性與生物膜的影響[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2016年

6 全晶晶;中國社區(qū)發(fā)作血流感染產(chǎn)ESBLs大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌的流行現(xiàn)狀和危險(xiǎn)因素分析[D];浙江大學(xué);2016年

7 呂繼芳;碳青霉烯類耐藥肺炎克雷伯菌耐藥基礎(chǔ)及毒力因子分析[D];浙江大學(xué);2016年

8 李東菊;MALDI-TOF MS在院內(nèi)感染病原菌流行病學(xué)分析中的應(yīng)用研究[D];青島大學(xué);2016年

9 徐網(wǎng)蘭;ICU內(nèi)不同部位肺炎克雷伯菌的耐藥性及耐碳青霉烯類抗生素菌株感染的危險(xiǎn)因素分析[D];浙江大學(xué);2016年

10 衛(wèi)以青;肺炎克雷伯菌中毒素—抗毒素系統(tǒng)的生物信息學(xué)研究[D];上海交通大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：肺炎克雷伯菌中毒素—抗毒素系統(tǒng)的生物信息學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：251594