基于基因组的屎肠球菌进化和功能研究
Genome-based Insights into the Evolution and Function of Enterococcus Faecium
全基因组研究是分析细菌的遗传特性、菌株的亲缘关系和毒性特征的重要方法.本文主要基于屎肠球菌基因组信息,来系统的分析其相关特性.屎肠球菌在自然界通常扮演两种角色,共生于人肠道的细菌及重要的医院病原菌,后者常伴随有多种抗生素耐药性.然而,分离于不同环境的菌株,其基因组往往表现出很大的多样性.本文首先对28株来源不同的屎肠球菌进行比较基因组分析,揭示屎肠球菌基因组的开放特性及其亲缘关系.在分析这种亲缘关系时,分别采用了16SrRNA、MLST、核心基因组的方法.随后,针对一株医院病原屎肠球菌C309,我们以全基因组分析为研究手段,试图建立一套标准的医院病原菌的分析方法.为了获得较为完整的基因组,我们采用三种不同的新一代测序平台(Roche的454GS-FLX,Illumina公司GAIIx,ABI公司的SOLiD4.0)对C309进行全基因组测序.同时,我们建立了一套混合拼接的方法,相比单一平台的拼接结果,三种平台数据的混合拼接,能够得到更加完整的基因组.此外,通过评估不同测序平台之间的偏好性如覆盖深度的偏好、特定序列的偏好(GC含量,k-mer多样性)和平台特异性替换错误的偏好,给出了一些可以帮助细菌基因组拼接的指导建议.在C309全基因组功能分析中,基于KEGG、COG、ARDB和PAIDB数据库,对其基因功能模块的注释,分析基因富集的主要代谢通路,特异性蛋白的来源,耐药性和潜在毒性.我们的研究将对其他基于基因组病原微生物的研究工作,具有直接的指导意义.论文的第四章为博士学习期间另一部分主要研究工作,该部分介绍了人类疾病相关基因的表达敏感特性,展示与不同疾病相关的基因,受到外界扰动时,基因的表达差异特性.我们发现癌症、衰老和药物基因组学相关基因都表现出非易扰性,而精神类,化学药物依赖类和生殖相关的基因都表现出易扰性.因此,研究疾病基因的表达敏感性,可能有助于疾病的病因查找和发病机制的阐述.
- 作者：
- 王亚俊
- 学位授予单位：
- 上海交通大学
- 专业名称：
- 生物化学与分子生物学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 李亦学；邵志峰
- 中图分类号：
- Q93
- 关键词：
- 屎肠球菌；基因组多样性；新一代测序技术；混合拼接；易扰基因；非易扰基因；表达敏感性
- Enterococcus faecium；genome diversity；Next generationsequencing；hybrid assembly；sensitive genes；robust genes；expressionperturbation sensitivity