IncA和IncC多重耐药质粒的基因组进化与传播
发布时间：2021-12-15 22:00
IncA、IncC质粒是细菌重要的可移动遗传元件（MGEs）,可以通过接合介导遗传物质在不同种属细菌间进行基因水平转移（HGT）。现在由于多药耐药超级细菌的出现,给人类公共卫生健康造成了巨大的威胁。而IncA、IncC质粒的进化、扩散对细菌耐药表型的产生传播起到至关重要的作用。作为众多耐药基因的载体,IncA、IncC质粒的进化变异以及在菌株间的扩散传播与病原耐药表型的扩散密切相关。因此,为了更有效的应对IncA、IncC多重耐药质粒的基因组进化与传播带来的潜在威胁,为了更准确的防控质粒的传播扩散,为了延缓现有抗菌药的使用寿命,我们对IncA、IncC质粒的基因组进化、传播扩散规律展开了系统的研究。IncA、IncC质粒的分型在研究中一直存在分歧,而正确的分型对于质粒的系统研究非常重要,所以本文的第一部分工作对IncA、IncC质粒的分型进行了探究。我们搜集了279个质粒,其中IncA质粒6个。通过对279个质粒的复制子、进入排斥基因分析我们得到了IncA、IncC质粒是相容且排斥的原因;利用IncC质粒的特征区域片段的探究分析把271个IncC质粒分为四种类型。我们对参考质粒和不同类...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IncA和IncC质粒基因组结构示意图（引自[4]）
第一章前言4至95%[8]。图1.2显示了移除包含抗性基因区域的IncA质粒(RA1)的骨架与IncC质粒（pR148）的的完整骨架的比对[23]，揭示了除共同的区域外，每种骨架类型还有其特有的区域，比如一些耐药岛。图1.2IncA和IncC质粒骨架的比较（引自[5]）质粒去除抗生素耐药岛并打开repA上游1139bp的序列后，从GenBank登录号JX141473(pR148)和FJ705807(RA1)开始按比例提取骨架。质粒复制(repA)、分割(parAB)、接合转移(tra)和rhs基因的区域用水平箭头表示。垂直箭头显示耐药岛的位置。具有共同核苷酸同一性的区域根据下面的关键字用阴影表示。Ambrose等人最近确认了IncA、IncC质粒的复制子是相容的，并建议避免使用“IncA/C”，以造成了不必要的混淆[1]。作者还表明，明显的“不相容”可能是由于IncC和IncA对彼此施加进入排斥效应，从而表明存在共同的排斥机制[1]。通过与F-like质粒和SXT/R391ICEs的类比，IncA和IncC质粒中traG下游的一个小的开放阅读框是进入排斥决定簇的潜在候选者，该框架在IncA和IncC质粒中保守。进入排斥可阻止含有相同或高度相似质粒的细胞之间的DNA移转，Humbert报告由IncC质粒（Eex）的进入排斥基因编码的蛋白质通过识别供体细胞中的IncC编码的traG蛋白介导受体细胞中的进入排斥。使用由代表性IncC和IncA编码的Eex蛋白和相关的未分型质粒进行的交配测定证实了这些预测，从而解释了它们的明显不相容性，尽管其复制子是相容的[24]。IncA和IncC质粒多年来复杂而密切的关系，凸显了其基因组遗传背景的复杂性，目前为止，对质粒IncA和IncC使用术语IncA/C确实是不正确的，这会造成不必要的混淆。鉴于IncC质粒在抗生素耐药基因传播中的重要性，我们建议停止使用具有误导性的术语IncA/C、A/C_1和A/C2。
安徽大学硕士学位论文51.1.2IncC质粒的分型研究宿主范围大、寄主范围广的IncC质粒是关键抗生素耐药基因传播的重要贡献者，已报道了200多个完整的IncC质粒序列。为了跟踪这些质粒的传播，需要精确的分型来识别亲缘关系。然而，由于抗性基因含量的高变异性，分型可能会变得复杂，目前已经开发出了各种依赖于保守骨架特征的分型方法。早期质粒比较分析中未检测到不同谱系的IncC质粒的保守部分或骨架之间的明显差异。在所有早期测序的IncC质粒中都发现sul2的存在，因此sul2被认为是质粒骨架的一部分[8,25]，后来通过鉴定不包括ARI-B岛并因此缺乏sul2的质粒pRMH76(GenBankaccessionnumberKF976462)和pR148(GenBankaccessionnumberJX141473[23]最终对IncC质粒骨架有了明确的定义。它还揭示，在大多数情况下，携带sul2的ARI-B抗性岛与邻近一端的缺失有关。IncC质粒包含120多个开放阅读框，编码100多个氨基酸(aa)，包括复制、结合转移、DNA代谢、分割和稳定、毒素/抗毒素以及许多未知功能基因（见图1.3）。这些基因模块在第二章中有更详细的描述和研究。图1.3IncC质粒的骨架结构（引自[26]）水平箭头指示ORF的位置，大小和方向，箭头下方每十个阅读框编号一次。ARI-A，ARI-B，ISEcp1-blaCMY2耐药岛，Tn3：Tn6023插入以及i1和i2插入的位置由垂直箭头指示。AcaCD结合位点由弯曲箭头表示。SNP密度高的区域将1a型与1b型区分开。显示所有大于100aa的ORF，并显示已知功能的小于100aa的ORF。编码已知功能蛋白质的基因已在上面命名，并根据关键字进行了着色。
【参考文献】：
博士论文
[1]禽流感病毒进化与传播规律研究[D]. 胡明达.军事科学院 2018
本文编号：3537216
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IncA和IncC质粒基因组结构示意图（引自[4]）
第一章前言4至95%[8]。图1.2显示了移除包含抗性基因区域的IncA质粒(RA1)的骨架与IncC质粒（pR148）的的完整骨架的比对[23]，揭示了除共同的区域外，每种骨架类型还有其特有的区域，比如一些耐药岛。图1.2IncA和IncC质粒骨架的比较（引自[5]）质粒去除抗生素耐药岛并打开repA上游1139bp的序列后，从GenBank登录号JX141473(pR148)和FJ705807(RA1)开始按比例提取骨架。质粒复制(repA)、分割(parAB)、接合转移(tra)和rhs基因的区域用水平箭头表示。垂直箭头显示耐药岛的位置。具有共同核苷酸同一性的区域根据下面的关键字用阴影表示。Ambrose等人最近确认了IncA、IncC质粒的复制子是相容的，并建议避免使用“IncA/C”，以造成了不必要的混淆[1]。作者还表明，明显的“不相容”可能是由于IncC和IncA对彼此施加进入排斥效应，从而表明存在共同的排斥机制[1]。通过与F-like质粒和SXT/R391ICEs的类比，IncA和IncC质粒中traG下游的一个小的开放阅读框是进入排斥决定簇的潜在候选者，该框架在IncA和IncC质粒中保守。进入排斥可阻止含有相同或高度相似质粒的细胞之间的DNA移转，Humbert报告由IncC质粒（Eex）的进入排斥基因编码的蛋白质通过识别供体细胞中的IncC编码的traG蛋白介导受体细胞中的进入排斥。使用由代表性IncC和IncA编码的Eex蛋白和相关的未分型质粒进行的交配测定证实了这些预测，从而解释了它们的明显不相容性，尽管其复制子是相容的[24]。IncA和IncC质粒多年来复杂而密切的关系，凸显了其基因组遗传背景的复杂性，目前为止，对质粒IncA和IncC使用术语IncA/C确实是不正确的，这会造成不必要的混淆。鉴于IncC质粒在抗生素耐药基因传播中的重要性，我们建议停止使用具有误导性的术语IncA/C、A/C_1和A/C2。
安徽大学硕士学位论文51.1.2IncC质粒的分型研究宿主范围大、寄主范围广的IncC质粒是关键抗生素耐药基因传播的重要贡献者，已报道了200多个完整的IncC质粒序列。为了跟踪这些质粒的传播，需要精确的分型来识别亲缘关系。然而，由于抗性基因含量的高变异性，分型可能会变得复杂，目前已经开发出了各种依赖于保守骨架特征的分型方法。早期质粒比较分析中未检测到不同谱系的IncC质粒的保守部分或骨架之间的明显差异。在所有早期测序的IncC质粒中都发现sul2的存在，因此sul2被认为是质粒骨架的一部分[8,25]，后来通过鉴定不包括ARI-B岛并因此缺乏sul2的质粒pRMH76(GenBankaccessionnumberKF976462)和pR148(GenBankaccessionnumberJX141473[23]最终对IncC质粒骨架有了明确的定义。它还揭示，在大多数情况下，携带sul2的ARI-B抗性岛与邻近一端的缺失有关。IncC质粒包含120多个开放阅读框，编码100多个氨基酸(aa)，包括复制、结合转移、DNA代谢、分割和稳定、毒素/抗毒素以及许多未知功能基因（见图1.3）。这些基因模块在第二章中有更详细的描述和研究。图1.3IncC质粒的骨架结构（引自[26]）水平箭头指示ORF的位置，大小和方向，箭头下方每十个阅读框编号一次。ARI-A，ARI-B，ISEcp1-blaCMY2耐药岛，Tn3：Tn6023插入以及i1和i2插入的位置由垂直箭头指示。AcaCD结合位点由弯曲箭头表示。SNP密度高的区域将1a型与1b型区分开。显示所有大于100aa的ORF，并显示已知功能的小于100aa的ORF。编码已知功能蛋白质的基因已在上面命名，并根据关键字进行了着色。
【参考文献】：
博士论文
[1]禽流感病毒进化与传播规律研究[D]. 胡明达.军事科学院 2018
本文编号：3537216
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3537216.html
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