本文關鍵詞：炭疽芽胞抗力弱化關鍵技術研究　出處：《第三軍醫(yī)大學》2010年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】： 炭疽(anthrax)是第一個被人類認識的自然疫源性疾病,是一種由炭疽芽胞桿菌(Bacillus anthracis)引起的急性、烈性人畜共患傳染病。炭疽芽胞由于致病性強、致死率高、容易培養(yǎng)、貯存和對熱力、干燥、輻射、化學消毒劑等理化因素均有很高的抵抗力而被各國軍隊列為頭號生物武器,也倍受恐怖分子的青睞�！�9.11”事件后,炭疽恐怖和危害的沉寂再次打破,引起了各國政府和軍隊的高度警戒。先進的防護技術研究和儲備已成為軍事戰(zhàn)略和戰(zhàn)術裝備的重要內容,是國家安全的重要保證。 炭疽芽胞對熱力、消毒劑等理化因子具有高度的抵抗作用。因此,對疫源地進行洗消時常規(guī)手段是采取焚燒加高濃度化學制劑長期浸泡,但這些方法對環(huán)境的污染非常嚴重。而且,根據近年來生物恐怖襲擊的特點,生物污染地往往是在人群高度集中的場所,如建筑內、運輸工具內和重要的交通中心等,現場洗消難度和要求增加。在生物防護技術研究中,探索并建立可靠、環(huán)保型的現場凈化處理技術是一項迫切任務。 本課題以蘇云金芽胞桿菌、臘樣芽胞桿菌、枯草芽胞桿菌為候選實驗替代菌,通過生物信息學、微生物學技術對其替代炭疽芽胞桿菌進行實驗的可靠性、代表性進行了評價;采用誘導芽胞萌發(fā)與化學因子協(xié)同氧化的作用原理進行芽胞的殺滅,并對其影響因素進行了分析。 研究方法及結果如下: 1.采用生物信息學方法比對分析炭疽芽胞桿菌、蘇云金芽胞桿菌、臘樣芽胞桿菌、枯草芽胞桿菌全基因組、16S rRNA,采用微生物技術比對分析其對熱力、紫外線和有效氯的抗力,研究發(fā)現:炭疽芽胞桿菌與蘇云金芽胞桿菌、臘樣芽胞桿菌基因組和蛋白質組高度保守,系統(tǒng)發(fā)生進化過程中親緣關系很近;炭疽芽胞與臘樣芽胞、枯草桿菌芽胞相比,對熱力、UVC和有效氯的抗力基本相同。 應用生物信息學方法和技術,對α/β- SASP基因及蛋白質一、二、三級結構的異同進行了比對分析。應用工具:基因——ClustalW2;一級結構——ClustalW2和ProtParam tool ;二級結構——SOPMA ;三級結構——SWISS-MODEL和Swiss-Pdbviewer4.0.1。結果顯示:四種菌株的α/β- SASP基因及蛋白質一、二、三級結構有明顯的同源性。 說明在針對炭疽芽胞的抗力進行研究時,可以用蘇云金芽胞、臘樣芽胞和枯草芽胞作為實驗替代菌,但是如果開展基因靶向攻擊研究時則應當以蘇云金芽胞和臘樣芽胞為實驗替代菌。 2.通過定性的系統(tǒng)分析方法篩選營養(yǎng)萌發(fā)劑及可能影響因素,改變營養(yǎng)萌發(fā)劑濃度、pH、萌發(fā)溫度,測定不同萌發(fā)時間的芽胞萌發(fā)效應。研究顯示,10mM次黃嘌呤核苷為主要成分的營養(yǎng)萌發(fā)劑在最佳條件下(37℃,pH8.0)作用150min可使臘樣芽胞萌發(fā)萌發(fā)率高達75.7%,以100mM L-丙氨酸為主要成分的營養(yǎng)萌發(fā)劑在最佳條件下(30℃,pH 8.5)作用150min使臘樣芽胞萌發(fā)萌發(fā)率高達83.0%,而兩者混合營養(yǎng)萌發(fā)劑萌發(fā)率提高并不明顯;AGFK萌發(fā)劑萌發(fā)效應低于20%。 3.采用懸液定量殺菌實驗的方法,對萌發(fā)前后芽胞對熱力(85℃,15min)和H2O2(1.28M,10min)的抗力進行了對比實驗,并且對H2O2(1.28M,10min)的基因組DNA損傷作用進行了對比研究,研究發(fā)現:熱力(85℃,15min)對未萌發(fā)的芽胞無殺滅作用,而對萌發(fā)150min的芽胞殺滅效率達到90.4%;H2O2(1.28M,10min)對未萌發(fā)的芽胞無殺滅作用,對萌發(fā)芽胞殺滅效率達到了和94.8%。在H2O2(1.28M)作用10min后,萌發(fā)芽胞基因組DNA中重要功能基因gerD和gabD區(qū)域被降解。這說明,芽胞萌發(fā)后其抗力大幅下降,經H2O2作用后核酸被破壞。 4.蠟樣芽胞桿菌在無論在微觀(基因組、蛋白質組、系統(tǒng)發(fā)生與進化、α/β-SASP)還是在宏觀層次(芽胞抗力)方面都與炭疽芽胞桿菌非常相近,因此可以作為后者安全而又理想的實驗替代菌;在合適的反應條件下,L-丙氨酸和次黃嘌呤核苷作為高效的營養(yǎng)萌發(fā)劑,能夠有力促進芽胞的萌發(fā),引起芽胞抗力的快速、大幅下降,因此可以作為芽胞抗力快速弱化的關鍵手段。
[Abstract]:Anthrax (anthrax) is the first natural infectious disease recognized by human beings. It is an acute and strong zoonotic disease caused by Bacillus anthracis. Anthrax spores are listed as the number one biological weapons by all the countries in the world due to their high pathogenicity, high mortality, easy cultivation, storage and physical and chemical factors such as heat, drying, radiation and chemical disinfectants. They are also favored by terrorists. After the "9.11" incident, the horror and the silence of the anthrax were broken again, causing the high vigilance of the government and the army. The research and reserve of advanced protection technology has become an important content of military strategy and tactical equipment, and is an important guarantee of national security.
【學位授予單位】：第三軍醫(yī)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：R378

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本文編號：1345208