金黃色葡萄球菌Ⅲ-A型CRISPR-Cas系統(tǒng)導(dǎo)致基因組重塑的分子機(jī)制
發(fā)布時(shí)間:2022-07-11 12:19
金黃色葡萄球菌(簡(jiǎn)稱金葡菌)是一種可以引發(fā)多種感染性疾病的致病菌,嚴(yán)重威脅著人類的生命健康。臨床上過(guò)度使用抗生素來(lái)治療金葡菌感染導(dǎo)致了耐藥性金葡菌的流行。甲氧西林耐藥性金葡菌(MRSA)是一類對(duì)β-內(nèi)酰胺類抗生素具有耐藥性的金葡菌,MRSA在全球范圍內(nèi)的廣泛傳播造成了嚴(yán)重的持續(xù)性感染。MRSA的甲氧西林耐藥性來(lái)源于可移動(dòng)遺傳元件SCCmec上的抗性基因mecA,mecA編碼低親和力青霉素結(jié)合蛋白PBP2a。SCCmec元件可以通過(guò)水平轉(zhuǎn)移在葡萄球菌中傳播,從而導(dǎo)致耐藥性的流行。CRISPR-Cas系統(tǒng)由CRISPR序列和CRISPR相關(guān)蛋白(Cas蛋白)組成,是細(xì)菌和古細(xì)菌特有的適應(yīng)性免疫系統(tǒng),它可以保護(hù)宿主不受外源核酸的入侵。根據(jù)Cas蛋白的組成和功能,CRISPR-Cas系統(tǒng)可分為五個(gè)類型和各種不同的亞型。目前關(guān)于CRISPR-Cas系統(tǒng)的研究主要集中于其發(fā)揮免疫功能的分子機(jī)制以及其在基因編輯領(lǐng)域的應(yīng)用,有關(guān)CRISPR-Cas系統(tǒng)影響宿主基因組穩(wěn)定性的研究還比較少見。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),在來(lái)源于NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)的4500個(gè)spacer中,35%的spacer與微生物的基因組具有同源性,其...
【文章頁(yè)數(shù)】:114 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 金黃色葡萄球菌概述
1.1.1 金黃色葡萄球菌簡(jiǎn)介
1.1.2 金黃色葡萄球菌的致病過(guò)程
1.1.3 金黃色葡萄球菌成為臨床治療難題
1.2 甲氧西林耐藥性金黃色葡萄球菌
1.2.1 耐藥性金黃色葡萄球菌的出現(xiàn)
1.2.2 耐藥性傳播的途徑
1.2.3 MRSA菌株的細(xì)胞壁組成變化及耐藥機(jī)制
1.2.4 MRSA的流行病學(xué)分析
1.2.5 MRSA的臨床治療
1.3 CRISPR-Cas系統(tǒng)概述
1.3.1 CRISPR-Cas系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)
1.3.2 CRISPR-Cas系統(tǒng)的分型與特征
1.3.3 CRISPR-Cas系統(tǒng)的典型功能
1.3.4 CRISPR-Cas系統(tǒng)的非典型功能
1.3.5 CRISPR-Cas系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用
1.4 金黃色葡萄球菌基因組穩(wěn)定性
1.4.1 可移動(dòng)遺傳元件對(duì)基因組穩(wěn)定性的影響
1.4.2 基因組重排對(duì)基因組穩(wěn)定性影響
1.4.3 CRISPR-Cas系統(tǒng)與基因組穩(wěn)定性
1.5 本課題的研究目標(biāo)及研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 實(shí)驗(yàn)所用菌株和質(zhì)粒
2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用引物
2.1.3 實(shí)驗(yàn)所用試劑與耗材
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 細(xì)菌的培養(yǎng)及相關(guān)操作
2.2.2 DNA相關(guān)操作
2.2.3 RNA相關(guān)操作
2.2.4 抗生素耐藥性檢測(cè)
2.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1 實(shí)驗(yàn)臨床菌株AH1的遺傳背景
3.1.1 全基因組測(cè)序與菌株分型
3.1.2 CRISPR-Cas系統(tǒng)的組成與特征
3.1.3 SCCmec元件的組成與特征
3.2 菌株AH1中CRISPR-Cas系統(tǒng)的leader序列分析
3.2.1 菌株AH1中原始leader與CRISPR序列的轉(zhuǎn)錄分析
3.2.2 人工構(gòu)建自我靶向攻擊CRISPR質(zhì)粒
3.2.3 leader長(zhǎng)度對(duì)自我靶向攻擊效果的影響
3.3 自我靶向CRISPR質(zhì)粒的攻擊效果檢測(cè)
3.3.1 靶標(biāo)DNA鏈的選擇對(duì)攻擊效果的影響
3.3.2 自我靶向spacer數(shù)量對(duì)攻擊效果的影響
3.3.3 自我靶向spacer的相對(duì)位置對(duì)攻擊效果的影響
3.3.4 自我靶向spacer的長(zhǎng)短對(duì)攻擊效果的影響
3.3.5 crRNA 5'tag對(duì)攻擊效果的影響
3.4 自我靶向攻擊對(duì)宿主基因組的影響
3.4.1 存活轉(zhuǎn)化子的相關(guān)分析
3.4.2 基因組重排導(dǎo)致的序列丟失分析
3.4.3 CRISPR-Cas系統(tǒng)突變失活分析
第四章 討論
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
本文編號(hào):3658151
【文章頁(yè)數(shù)】:114 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 金黃色葡萄球菌概述
1.1.1 金黃色葡萄球菌簡(jiǎn)介
1.1.2 金黃色葡萄球菌的致病過(guò)程
1.1.3 金黃色葡萄球菌成為臨床治療難題
1.2 甲氧西林耐藥性金黃色葡萄球菌
1.2.1 耐藥性金黃色葡萄球菌的出現(xiàn)
1.2.2 耐藥性傳播的途徑
1.2.3 MRSA菌株的細(xì)胞壁組成變化及耐藥機(jī)制
1.2.4 MRSA的流行病學(xué)分析
1.2.5 MRSA的臨床治療
1.3 CRISPR-Cas系統(tǒng)概述
1.3.1 CRISPR-Cas系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)
1.3.2 CRISPR-Cas系統(tǒng)的分型與特征
1.3.3 CRISPR-Cas系統(tǒng)的典型功能
1.3.4 CRISPR-Cas系統(tǒng)的非典型功能
1.3.5 CRISPR-Cas系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用
1.4 金黃色葡萄球菌基因組穩(wěn)定性
1.4.1 可移動(dòng)遺傳元件對(duì)基因組穩(wěn)定性的影響
1.4.2 基因組重排對(duì)基因組穩(wěn)定性影響
1.4.3 CRISPR-Cas系統(tǒng)與基因組穩(wěn)定性
1.5 本課題的研究目標(biāo)及研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 實(shí)驗(yàn)所用菌株和質(zhì)粒
2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用引物
2.1.3 實(shí)驗(yàn)所用試劑與耗材
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 細(xì)菌的培養(yǎng)及相關(guān)操作
2.2.2 DNA相關(guān)操作
2.2.3 RNA相關(guān)操作
2.2.4 抗生素耐藥性檢測(cè)
2.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1 實(shí)驗(yàn)臨床菌株AH1的遺傳背景
3.1.1 全基因組測(cè)序與菌株分型
3.1.2 CRISPR-Cas系統(tǒng)的組成與特征
3.1.3 SCCmec元件的組成與特征
3.2 菌株AH1中CRISPR-Cas系統(tǒng)的leader序列分析
3.2.1 菌株AH1中原始leader與CRISPR序列的轉(zhuǎn)錄分析
3.2.2 人工構(gòu)建自我靶向攻擊CRISPR質(zhì)粒
3.2.3 leader長(zhǎng)度對(duì)自我靶向攻擊效果的影響
3.3 自我靶向CRISPR質(zhì)粒的攻擊效果檢測(cè)
3.3.1 靶標(biāo)DNA鏈的選擇對(duì)攻擊效果的影響
3.3.2 自我靶向spacer數(shù)量對(duì)攻擊效果的影響
3.3.3 自我靶向spacer的相對(duì)位置對(duì)攻擊效果的影響
3.3.4 自我靶向spacer的長(zhǎng)短對(duì)攻擊效果的影響
3.3.5 crRNA 5'tag對(duì)攻擊效果的影響
3.4 自我靶向攻擊對(duì)宿主基因組的影響
3.4.1 存活轉(zhuǎn)化子的相關(guān)分析
3.4.2 基因組重排導(dǎo)致的序列丟失分析
3.4.3 CRISPR-Cas系統(tǒng)突變失活分析
第四章 討論
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
本文編號(hào):3658151
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