本文關(guān)鍵詞：幽門螺桿菌（Helicobacter pylori）比較基因組學(xué)分析及基因組減小分子機(jī)制的探討，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：幽門螺桿菌是一種革蘭氏陰性的螺旋桿菌,全球有近一半的人群感染有這種細(xì)菌。它是引發(fā)胃炎、胃潰瘍甚至胃癌的重要原因。然而,不同地區(qū)的感染率和發(fā)病率是不一樣的。在東方國(guó)家人群中,其感染率大約為70%,而在西方國(guó)家中僅為40%左右。隨著基因組測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,越來越多的幽門螺桿菌基因組被破解,比較不同地區(qū)菌株基因組的差異能夠提高人們對(duì)幽門螺桿菌感染的認(rèn)識(shí),對(duì)相關(guān)疾病的治療有重要的指導(dǎo)意義。在本研究中,采用兩種不同的系統(tǒng)發(fā)育分析方法分析后我們發(fā)現(xiàn)NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中所有破譯的幽門螺桿菌基因組序列主要分為5個(gè)菌群：hpAfrica2、hpAfrica1、 hpEurope、hpEasia2和hpEastAsia。其開放型的泛基因組由4237個(gè)基因組成,而核心基因組僅由882個(gè)基因組成,意味著每個(gè)細(xì)菌的基因組中僅有大約一半基因是存在于所有幽門螺桿菌菌株中的。此外,我們發(fā)現(xiàn)在東方國(guó)家中占多數(shù)的hpEastAsia的基因組大小顯著小于西方國(guó)家中占多數(shù)的hpEurope的基因組,隨著基因組的減小,GC含量和基因的數(shù)量也隨之下降。通過比較基因組學(xué)的方法,我們找到了hpEastAsia丟失的基因,主要包括假定蛋白、限制修飾系統(tǒng)和外膜蛋白等,這表明非必需基因的刪除是導(dǎo)致基因組減小的主要原因。細(xì)菌大部分的能量用于蛋白質(zhì)的合成,較小的基因組能量消耗較低,因此,相同環(huán)境下hpEastAsia的菌株相對(duì)hpEurope能夠更快地生長(zhǎng)繁殖,這很有可能是東方國(guó)家感染率高于西方的主要原因之一。隨后,我們對(duì)幽門螺桿菌基因組減小的機(jī)制進(jìn)行了探討,我們發(fā)現(xiàn)hpEastAsia的DNA聚合酶Ⅰ以及堿基切除修復(fù)系統(tǒng)經(jīng)歷著松弛的選擇壓力,同時(shí),錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)丟失了活性�？赡芏吖餐斐闪薶pEastAsia相對(duì)更高的突變率。突變?cè)谟拈T螺桿菌中并不是隨機(jī)的,而是傾向于GC向AT突變,這導(dǎo)致hpEastAsia的AT含量增加。隨著AT含量的上升,形成了更高的單核苷酸多聚物密度。由于單核苷酸多聚物容易引發(fā)滑鏈復(fù)制現(xiàn)象,通常是插入缺失的高發(fā)區(qū)。因此,更多的插入缺失引發(fā)的基因失活現(xiàn)象發(fā)生在hpEastAsia中。失活的基因不再經(jīng)受自然選擇的作用,在進(jìn)化過程中最終會(huì)由于細(xì)菌固有的刪除偏好性而發(fā)生基因的丟失和基因組的減小。通過對(duì)幽門螺桿菌基因組減小機(jī)制的研究提高了我們對(duì)其進(jìn)化歷程的認(rèn)識(shí),同時(shí)為其他相關(guān)研究指明了方向。
【關(guān)鍵詞】：幽門螺桿菌 進(jìn)化 比較基因組 基因組減小
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R378
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 前言12-26
• 第一節(jié) 研究背景簡(jiǎn)介12-23
• 1.1.1 幽門螺桿菌研究背景及進(jìn)展12-15
• 1.1.1.1 幽門螺桿菌簡(jiǎn)介12-13
• 1.1.1.2 幽門螺桿菌研究背景13-15
• 1.1.2 幽門螺桿菌基因組學(xué)研究15-23
• 1.1.2.1 基因組和基因組學(xué)15-17
• 1.1.2.2 基因組學(xué)研究17-19
• 1.1.2.3 微生物基因組學(xué)19-20
• 1.1.2.4 幽門螺桿菌基因組研究進(jìn)展20-21
• 1.1.2.5 比較基因組學(xué)與微生物進(jìn)化21-23
• 1.1.2.5.1 比較基因組學(xué)21-22
• 1.1.2.5.2 微生物進(jìn)化及分子進(jìn)化假說22-23
• 1.1.2.5.2.1 微生物進(jìn)化22
• 1.1.2.5.2.2 分子進(jìn)化假說22-23
• 第二節(jié) 本研究的研究?jī)?nèi)容、目的及創(chuàng)新性23-26
• 1.2.0 本實(shí)驗(yàn)研究背景23-25
• 1.2.1 本實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容25
• 1.2.2 研究目的25
• 1.2.3 創(chuàng)新性25-26
• 第2章 材料與方法26-31
• 第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)材料26-29
• 2.1.1 菌株與序列26-28
• 2.1.2 軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)28-29
• 第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)方法29-31
• 2.2.1 泛基因?qū)W分析29
• 2.2.2 系統(tǒng)發(fā)育分析29-30
• 2.2.2.1 MLST進(jìn)化樹構(gòu)建29-30
• 2.2.2.2 核心基因組進(jìn)化樹構(gòu)建30
• 2.2.3 堿基替換率的校正30-31
• 2.2.4 假基因預(yù)測(cè)31
• 2.2.5 同義替換率和非同義替換率的計(jì)算31
• 第3章 結(jié)果與分析31-46
• 第一節(jié) 53個(gè)基因組的泛基因組學(xué)分析31-34
• 第二節(jié) 系統(tǒng)發(fā)育分析34-36
• 3.2.1 MLST系統(tǒng)發(fā)育樹34-35
• 3.2.2 核心基因組系統(tǒng)發(fā)育樹35-36
• 第三節(jié) 比較基因組學(xué)分析36-46
• 3.3.1 減小的hpEastAsia基因組36-37
• 3.3.2 變異基因的鑒定37-40
• 3.3.2.1 非核心基因的功能分類與統(tǒng)計(jì)分析37-38
• 3.3.2.2 比較基因組學(xué)分析鑒定變異基因38-40
• 3.3.3 基因組大小減小機(jī)制探討40-46
• 3.3.3.1 基因組大小減小與GC含量下降40-41
• 3.3.3.2 加速進(jìn)化的hpEastAsia基因組41-43
• 3.3.3.3 突變引起的漸進(jìn)的基因組減小過程43-45
• 3.3.3.4 hpEastAsia松弛的選擇壓力45-46
• 第4章 討論與結(jié)論46-56
• 4.1 系統(tǒng)發(fā)育樹46-47
• 4.2 減小的hpEastAsia基因組47-48
• 4.3 基因組減小的機(jī)制48-52
• 4.4 精簡(jiǎn)的hpEastAsia基因組52-54
• 4.5 精簡(jiǎn)基因組的適應(yīng)性54-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 致謝60-61
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷61

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 Quan-Jiang Dong;Li-Li Wang;Zi-Bing Tian;Xin-Jun Yu;Sheng-Jiao Jia;Shi-Ying Xuan;;Reduced genome size of Helicobacter pylori originating from East Asia[J];World Journal of Gastroenterology;2014年19期

2 石樂琴,王煒,陳翠萍,蔣奕;蘭州地區(qū)幽門螺桿菌分離株主要毒力基因的研究[J];微生物學(xué)免疫學(xué)進(jìn)展;1999年04期

  本文關(guān)鍵詞：幽門螺桿菌（Helicobacter pylori）比較基因組學(xué)分析及基因組減小分子機(jī)制的探討，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：277296