本文關(guān)鍵詞：志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌CRISPR結(jié)構(gòu)特征生物信息學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌均是腸道性疾病的病原體,對(duì)人類(lèi)的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響,并且對(duì)家庭以及社會(huì)造成比較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。細(xì)菌通過(guò)自身基因突變和獲得外源性耐藥基因產(chǎn)生耐藥性,耐藥基因的水平轉(zhuǎn)移使得細(xì)菌更能產(chǎn)生廣泛的耐藥性。成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)是細(xì)菌獲得性免疫的一個(gè)機(jī)制,其可以獲得外源性基因從而抵抗外來(lái)遺傳元素。目的提取志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌數(shù)據(jù)庫(kù)中的CRISPR序列,闡述不同種屬細(xì)菌CRISPR結(jié)構(gòu)特征,描述分布規(guī)律,探索spacer序列的形成機(jī)制及意義,為進(jìn)一步研究CRISPR/Cas機(jī)制以及特性提供參考。方法1從CRISPRdb獲得7株志賀菌、52株大腸桿菌和39株沙門(mén)菌的CRISPR相關(guān)信息,從Gen Bank中獲得107株志賀菌基因組序列;12株實(shí)驗(yàn)室保存志賀菌和33個(gè)臨床分離志賀菌CRISPR的spacer也納入此次研究。2利用多序列比對(duì)分析志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌CRISPR結(jié)構(gòu)特征,利用Weblogo、RNAfold分析CRISPR中的重復(fù)序列,并用DNAMAN構(gòu)建cas1和cas2基因同源樹(shù);利用CRISPRTarget及BLAST對(duì)spacer序列進(jìn)行分析。結(jié)果1志賀菌、大腸桿菌及沙門(mén)菌存在的CRISPR相似,志賀菌中存在的有CRISPR1/2(CRISPR1、CRISPR2)和CRISPR3;大腸桿菌中不僅有CRISPR1/2和CRISPR3/4(CRISPR3、CRISPR4),還發(fā)現(xiàn)有新的CRISPR,命名為CRISPR5/6(CRISPR5、CRISPR6);沙門(mén)菌中主要存在的是CRISPR1/2,同樣也發(fā)現(xiàn)了新的CRISPR(命名為CRISPR5/6)。2對(duì)于大腸桿菌和沙門(mén)菌,CRISPR1/2的上游側(cè)翼序列序列一致性分別為69.5%(34株)、93.5%(35株),下游為92.3%(32株)、91.4%(32株),在CRISPR1的下游和CRISPR2的上游側(cè)翼序列分為2或3個(gè)組,CRISPR3/4和CRISPR5/6有相似的特點(diǎn)。不同位置CRISPR中的unique spacer所占的比例不同,CRISPR1/2和CRISPR5/6在沙門(mén)菌分別為33.6%和68.6%,CRISPR1/2、CRISPR3/4和CRISPR5/6在大腸桿菌分別為54.3%、47.4%和68.6%。3分析Gen Bank中志賀菌時(shí)發(fā)現(xiàn),某些CRISPR第一個(gè)和末端重復(fù)序列存在堿基的差異。不同志賀菌中cas基因簇會(huì)發(fā)生某些cas基因的缺失,在cas基因中也發(fā)現(xiàn)IS序列。志賀菌中的cas1和cas2基因均分為兩個(gè)部分,其序列相似性不低于70%。志賀菌中CRISPR-Q1的spacer數(shù)目與CRISPR1/CRISPR2存在正相關(guān)。4經(jīng)過(guò)對(duì)spacer序列分析,其可分成3個(gè)類(lèi)型,I型spacer匹配的是一個(gè)基因片段,可能是編碼區(qū)、非編碼區(qū)序列或是編碼區(qū)與非編碼區(qū)序列的結(jié)合;II型spacer可能匹配2個(gè)或多個(gè)基因片段,其可能是多個(gè)基因片段的拼接融合;III型是未定的。經(jīng)過(guò)對(duì)spacer匹配基因編碼產(chǎn)物分析,其包含有多種類(lèi)型,有的是Cas蛋白,有的與細(xì)菌自身的生存有關(guān),有的與本身結(jié)構(gòu)相關(guān),有的是功能性蛋白。結(jié)論1.志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌中均存在CRISPR。2.志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌不同位置CRISPR的側(cè)翼序列序列一致性不同。3.志賀菌不同CRISPR重復(fù)序列的保守性不同,cas基因簇的cas基因經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化。4.Spacer序列存在多種形成機(jī)制,其匹配基因編碼產(chǎn)物豐富,包含多種類(lèi)型。
【關(guān)鍵詞】：志賀菌大腸桿菌沙門(mén)菌 CRISPR 間隔序列
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R378
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 英文縮略詞13-14
• 1 引言14-16
• 2 材料和方法16-21
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料16-17
• 2.1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源和菌種信息16
• 2.1.2 采用的本地軟件及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器16-17
• 2.1.3 主要試劑和儀器17
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法17-20
• 2.2.1 CRISPR側(cè)翼序列選取與分析17
• 2.2.2 志賀菌CRISPR的識(shí)別與分析17-18
• 2.2.3 Cas基因識(shí)別及cas1，，cas2 基因同源樹(shù)的構(gòu)建18
• 2.2.4 Spacer序列分析18
• 2.2.5 志賀菌CRISPR引物設(shè)計(jì)18-19
• 2.2.6 志賀菌CRISPR擴(kuò)增體系、PCR反應(yīng)及檢測(cè)19
• 2.2.7 統(tǒng)計(jì)分析19-20
• 2.3 技術(shù)路線圖20-21
• 3 結(jié)果21-44
• 3.1 志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌中CRISPR的分布21-24
• 3.1.1 CRISPRdb數(shù)據(jù)庫(kù)中志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌確定CRISPR的分布情況21-22
• 3.1.2 Gen Bank 數(shù)據(jù)庫(kù)中志賀菌 CRISPR 的分布情況22-24
• 3.2 志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌中CRISPR的結(jié)構(gòu)特征24-35
• 3.2.1 CRISPRdb數(shù)據(jù)庫(kù)中志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌確定CRISPR側(cè)翼序列的多序列比對(duì)24-28
• 3.2.2 志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌CRISPR中spacer的特征28-30
• 3.2.3 GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)志賀菌CRISPR的重復(fù)序列的特征30-32
• 3.2.4 GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)志賀菌中cas1 和cas2 基因的同源樹(shù)32-33
• 3.2.5 GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)志賀菌CRISPR1/CRISPR2 與CRISPR-Q1 中spacer數(shù)目的關(guān)系33-35
• 3.3 Spacer的形成方式及匹配基因編碼產(chǎn)物特點(diǎn)35-44
• 3.3.1 Spacer與proto-spacer之間的堿基差異性分析35-38
• 3.3.2 I型和II型spacer的形成方式38-40
• 3.3.3 Spacer匹配基因編碼產(chǎn)物特點(diǎn)40-44
• 4 討論44-51
• 4.1 志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌中CRISPR的分布44-45
• 4.2 志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌中CRISPR的結(jié)構(gòu)特征45-48
• 4.2.1 志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌CRISPR的側(cè)翼序列與重復(fù)序列特點(diǎn)及spacer特點(diǎn)45-46
• 4.2.2 志賀菌CRISPR的結(jié)構(gòu)特征46-48
• 4.3 Spacer形成方式的探索及匹配基因編碼產(chǎn)物特點(diǎn)48-50
• 4.4 創(chuàng)新性及局限性50-51
• 5 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 綜述55-66
• 1 CRISPR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)56-57
• 1.1 CRISPR結(jié)構(gòu)的基本特征56
• 1.2 動(dòng)態(tài)性的CRISPR56-57
• 1.3 CRISPR結(jié)構(gòu)中重復(fù)序列和間隔序列的特點(diǎn)57
• 2 CRISPR的生物信息學(xué)57-60
• 2.1 CRISPR信息的獲取途徑57-58
• 2.2 CRISPR間隔序列的相似性分析58
• 2.3 CRISPR結(jié)構(gòu)的多序列比對(duì)以及系統(tǒng)分析58-59
• 2.4 CRISPR結(jié)構(gòu)序列保守性分析二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)59
• 2.5 CRISPR/Cas結(jié)構(gòu)的綜合分析59-60
• 3 大腸桿菌存在的CRISPR系統(tǒng)的分析60-61
• 4 CRISPR與耐藥和毒力之間的聯(lián)系61
• 5 總結(jié)與展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 附錄66-83
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷83-85
• 致謝85

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

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3 鄧凱波;霍貴成;柳國(guó)霞;;CRISPRs在德氏乳桿菌中的檢測(cè)與同源性分析[J];東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年11期

4 王麗麗;何進(jìn);王階平;;成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列CRISPR的研究進(jìn)展[J];微生物學(xué)報(bào);2011年08期

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7 楊海燕;段廣才;張衛(wèi)東;朱靜媛;郗園林;馬元鵬;;河南省睢縣2001—2008年志賀菌群分布及其耐藥分析[J];中華流行病學(xué)雜志;2010年03期

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  本文關(guān)鍵詞：志賀菌、大腸桿菌和沙門(mén)菌CRISPR結(jié)構(gòu)特征生物信息學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：304619