链球菌毒力因子的研究进展.ppt

关于链球菌毒力因子的研究进展1.简介1986年Goebel等在研究尿路致病性大肠杆菌染色体上的溶血素基因簇时发现，该基因簇除编码α-溶血素外，还编码一些与该菌尿路致病性有关的毒力因子，首次提出该基因簇命名为毒力岛。毒力岛(PAI)是指编码细菌毒力基因簇的分子量相对较大的DNA片段。而且还要具备下面讲到的八个特征。第2页,共26页，星期六，2024年，5月2.毒力岛的基本特征第3页,共26页，星期六，2024年，5月毒力岛具有以下特征1、编码毒力因子或毒力调控系统a、编码黏附因子、外毒素、分泌系统、外膜蛋白等与致病性密切相关的因子b、毒力岛还可编码重要的毒力调控成分（如双组分信号转导系统），可调控毒力岛乃至整个基因组编码的毒力因子的表达，从而赋予宿主菌新的毒力特征2．存在于致病菌中，而在亲源关系密切的非致病菌或相关菌株中不存在。在我国1998年和2005年爆发的SS2强毒株中，含有89K毒力岛，而其他的弱毒株和无毒株中不含有或只还有不完整的毒力岛片段。第4页,共26页，星期六，2024年，5月3、往往是相对分子质量较大的DNA片段。大多数毒力岛为数万碱基(20~100kb左右)，但大者可达200kb。4、G+C含量往往与细菌基因组DNA有显著差异，且密码子的偏嗜性也有差异。不过也有例外a、外源DNA的G+C组成本来就与新宿主菌相近b、这种差异在基因水平转移事件后经历了长期的同化作用，碱基组成和同义密码子使用偏嗜性已趋于一致第5页,共26页，星期六，2024年，5月5、作为一类独特的可移动基因元件，毒力岛两翼常与16~20bp的正向重复序列（DR）相连，少数DR可达100bp以上。DR可能是毒力岛插入细菌基因组时重组产生，也是酶切割基因时的识别序列，参与毒力岛的丢失过程。6、常与细菌染色体中tRNA等高度保守的基因毗连。原因有两个a、tRNA基因在不同细菌种属之间高度保守，其对称结构为重组酶提供了适宜的结合部位b、tRNA基因3′端与细菌噬菌体的结合位点同源，常常成为质粒和噬菌体的整合热点，而质粒和噬菌体在毒力岛的形成过程中扮演重要的角色第6页,共26页，星期六，2024年，5月7．通常具不稳定性。毒力岛常携带多种移动性基因元件，如插入序列（IS）、整合酶、转座酶以及质粒复制起始位点基因，可通过两翼的DR和内在的IS以及可能存在的同源序列而发生同源重组8、常呈现显著的嵌合体特征。毒力岛的嵌合基因特征可能源于前体噬菌体或质粒长期的进化所积累，IS介导的DNA重排也参与了嵌合体的形成。第7页,共26页，星期六，2024年，5月毒力岛形成过程在毒力岛形成的过程中，质粒，噬菌体，以及其他可移动遗传元件在基因的水平转移过程中扮演着重要的角色。 毒力基因水平转移重组或整合形成毒力岛样结构域可移动元件形成毒力岛毒力岛基因诱导表达毒力岛进化完善图2毒力岛形成的流程图第8页,共26页，星期六，2024年，5月毒力岛不仅赋予病原菌特殊的致病能力,而且在细菌的适应性进化过程中扮演重要角色。现在已发现毒力岛存在的细菌耶尔森菌幽门螺杆菌金黄色葡萄球菌链球菌霍乱弧菌沙门氏菌大肠杆菌志贺菌毒力岛第9页,共26页，星期六，2024年，5月随着现代分子生物技术的快速发展，现在许多学者认为毒力岛是细菌进化的结果，毒力岛的形成是细菌在不断的进化过程中细菌毒力由量变到质变的一个节点，以最近国内研究较热的链球菌为例，1998年和2005年我国爆发了罕见的Ss2强毒株，导致了我国将近300人感染，其中死亡59人，研究发现，爆发的强毒株与其他Ss2相比，就是多了一个89kb的基因片段，即PAI89K其实，毒力岛只是细菌不断进化中的基因组岛的一种，现在人们在细菌基因组上又发现了耐药岛、腐生岛、共生岛、生态岛、固氮岛。第10页,共26页，星期六，2024年，5月4.猪链球菌2型89K毒力岛4.189k毒力岛来源