动物重要病原菌功能基因组与分子致病机理研究
家蚕疾病细菌的基因组学与毒素机制研究
家蚕疾病细菌的基因组学与毒素机制研究家蚕是重要的农业经济昆虫,其发病率与死亡率较高,导致了严重的生产损失。
疾病的主要原因是由细菌引起的感染。
随着分子生物学和生物技术的发展,研究家蚕疾病细菌的基因组学和毒素机制日益成为关注的焦点。
一、基因组学研究基因组学是研究基因组结构、组成和功能的学科,对于深入理解病原菌的生物学特性和病原机理具有重要意义。
目前,已经完成了家蚕疾病细菌的基因组测序,包括侵袭性家蚕病菌(Bacillus thuringiensis)、棒状杆菌(Bacillus bombyseptieus)和链球菌(Streptococcus)等。
通过比较这些病原菌基因组的异同,可以进一步分析其感染机制和适应环境的能力。
在基因组水平,研究人员发现家蚕侵袭性病菌的形态和生长特性与土壤中广泛存在的保安菌(Bacillus cereus)相似。
此外,研究还发现家蚕疾病细菌基因组中存在大量的分泌系统相关的基因,这些基因编码的蛋白质可以将毒素或其他分子从菌体内部向外分泌,参与到致病过程中。
此外,基因组学还能够揭示病原菌致病的途径和机制。
例如,链球菌基因组测序分析发现了某些毒力相关基因的存在,这些基因可以编码致病性蛋白,并能够导致家蚕呼吸道和肠道的细胞受损和死亡,最终导致家蚕死亡。
二、毒素机制研究家蚕疾病细菌通过分泌毒素进入家蚕体内,从而导致家蚕感染并最终致死。
因此,了解毒素的产生机制和分子机理对深入研究家蚕疾病细菌的致病途径具有重要意义。
对于家蚕病菌毒素的研究,最初是从对有限的毒素进行鉴定和分离开始的。
发现侵袭性家蚕病菌能够分泌病原毒素,这些毒素可以导致家蚕体内细胞的溶解和死亡。
通过毒素产物的精确定位和生物学测试,已经鉴定了多个家蚕病菌分泌的毒素。
随着研究的深入,人们发现家蚕病菌产生毒素的机理非常复杂。
侵袭性家蚕病菌的毒素能够通过分泌和蛋白分解酶的作用,将宿主细胞膜透过蛋白分解为磷脂和蛋白质。
磷脂能够吸附在致病菌膜上,从而增强了菌体在宿主体内的定植能力。
重要动物病原微生物的分离与鉴定
重要动物病原微生物的分离与鉴定动物疾病是农牧业生产中的一大难题,而许多疾病的病原体是微生物。
为了有效地控制和防治这些病害,分离与鉴定动物病原微生物成为一项至关重要的工作。
本文将重点介绍重要动物病原微生物的分离与鉴定方法。
I. 分离方法分离动物病原微生物的主要目的是将其从感染动物体内提取出来,并进行纯化,以获得单一菌株。
下面讨论几种常用的分离方法。
1. 直接涂片法直接涂片法是最简便的分离方法之一。
将样品(如组织、粪便、血液等)直接取少量涂于无菌玻片上,然后进行染色观察。
通过观察细菌形态、胞内结构等特征,可以初步判断病原微生物的种类。
2. 细菌培养法细菌培养法是最常用的分离方法之一。
将样品进行适当稀释后,在含有养分的琼脂平板上均匀涂布,然后在适宜温度和湿度下培养。
经过一段时间后,可以观察平板上是否有单一的菌落形成。
通过进一步的鉴定试验,可以确定其是否为目标病原微生物。
3. 病毒分离法病毒的分离相对较为复杂,通常需要使用细胞培养或小鼠接种等方法。
细胞培养法是将样品接种于培养瓶中的细胞中,借助细胞的生长状况来判断是否有病毒存在。
小鼠接种法则是将样品注射到小鼠体内,观察小鼠是否出现相应病症。
这些方法都需要一定的实验条件和设备支持。
II. 鉴定方法鉴定动物病原微生物是确定其属于何种种类的过程,常用的方法有以下几种。
1. 形态学鉴定形态学鉴定是通过观察微生物的形态特征来确定其种类。
包括细菌的形态、大小、颜色、形状等特征,以及病毒的结构和形态等。
形态学鉴定通常需要使用显微镜等实验设备,并借助专业知识进行判断。
2. 生理生化鉴定生理生化鉴定是通过微生物的生理特性和生化反应来确定其种类。
包括对微生物在特定条件下的生长特性、代谢方式、产物生成等方面的观察和实验。
这需要采用一系列专门的检测方法和试剂,如对酸碱度、气体生成、酶活性等进行检测。
3. 分子生物学鉴定分子生物学鉴定是近年来发展起来的一种鉴定方法,主要通过对微生物基因组的分析来确定其种类。
基因组时代林木抗病分子机理研究的新进展-ChinaXiv
1基因组时代林木抗病分子机理研究的新进展徐媛媛俞翰炳吴飞华吴晓梅**(杭州师范大学生命与环境科学学院,杭州310036)摘要林木的分子病理学研究长久以来落后于农业作物病理学。
随着高通量测序技术的问世,林木的分子病理学研究迎来了一个崭新的时代。
从2006年至今,杨树、云杉等重要森林树种的全基因组测序相继完成,这为全面解析林木的抗病过程提供了遗传背景。
同时,转录组学和全基因组关联分析的应用使得人们能快速地积累大量的数据,从而为揭示林木和病原菌之间的分子互作机制奠定了基础。
近两年来CRISPR/Cas9基因编辑等分子生物学技术创新不断。
高效地分子生物学技术结合基因组学研究有利于林木育种的研究。
本文阐述了林木对抗病原菌入侵的生理机制,综合论述了近十年来基因组学和转录组学研究在木本植物分子病理学方面所取得的成果,总结了分子生物学技术在林木抗病领域的研究成果,分析了存在的问题和未来发展的趋势,以期为林木抗病育种提供参考。
关键词林木;分子病理学;高通量测序;转录组学;全基因组关联分析林木具有调节气候,维持生物多样性等重要的生态效益,同时也是主要的可再生生物能源物质。
森林病虫害不断影响和威胁着林业的生态及经济效益。
深入探究林木如何抵御病虫害及其两者间的互作机制可以加快抗病林木品种的选育,有利于进行科学防治,也可为相关部门制定林业管理政策提供数据支撑。
但是,林木具有生命周期长、不易获得基因突变体等特点[1],使得其抗病分子机理的研究滞后于草本植物,尤其是拟南芥、水稻等模式植物。
木本植物的抗病分子机理与模式草本植物相似[2]。
但林木作为多年生植物,其生长速度和进化速率低于一年生的草本植物,更远远低于活跃的病原菌。
林木是如何利用其基因组中的有限“工具”去感知和抵御进化速度快且种类繁多的病原菌呢?这是目前林木病理学研究的重要问题之一。
近年来,高通量的基因组学和转录组学(transcriptomics )研究是林木抗病领域的热点,也是深入理解林木与微生物交互作用的强有力手段。
病原菌毒力基因的鉴定与功能分析
病原菌毒力基因的鉴定与功能分析病原菌是引起疾病的微生物,能够引起人畜禽等动物的疾病,给世界各地的健康卫生和养殖业造成了难以估量的危害。
了解病原菌的毒力机制,鉴定和分析其毒力基因,对防范和控制传染病、保护养殖业和食品安全有着重要的意义。
本文就病原菌毒力基因的鉴定和功能分析等方面进行一些探讨。
一、病原菌毒力基因的鉴定病原菌的毒力主要是由其毒力基因构成的。
因此,病原菌毒力基因的鉴定是厘清其毒力机制的首要步骤。
在过去的几十年里,基因序列技术的快速发展和革新,为病原菌的毒力基因鉴定和分析带来了很大的便利。
当前,病原菌毒力基因的鉴定主要通过基因克隆、高通量测序以及新技术如CRISPR/Cas9基因编辑技术等手段进行,其中基因克隆和高通量测序是应用最为广泛的技术手段。
通过克隆技术,可以将感兴趣的病原菌基因拷贝到载体上,然后进行功能筛选。
高通量测序则可以将病原菌基因组的序列分析出来,得到基因组信息。
在分析基因组信息的基础上,可以查找和鉴定病原菌中所有可能性的毒力基因,并进行相关实验验证。
此外,PCR扩增技术、DNA芯片技术、Western blotting技术和RNA测序技术也都可以用于病原菌毒力基因的鉴定,并且在一些不同的场景下也有不同的应用。
二、病原菌毒力基因的功能分析病原菌毒力基因的功能分析是对其毒力机制的深入研究,以进一步探明其致病机制,为防范和控制传染病提供更科学的依据。
病原菌的毒力基因由于不同种类病原菌之间的差异很大,因此其功能分析方法上也有所不同。
比较常见的方法包括:基因敲除、基因表达、药物筛选和下游通路分析等。
基因敲除是通过将目标基因的序列打断或取代来验证其功能;基因表达则是将目标基因转移到另一种宿主菌中,验证其在新的背景下的毒力性质。
药物筛选通常是在病原菌中添加不同的化学物质,探究不同化学物质对病原菌生长、分裂和毒力等性质的影响;下游通路分析则是通过观察病原菌在不同处理后的表型变化,为了解其毒力机制提供线索。
科技部公布973计划立项项目清单 共批准94个项目
中国人民解放军国防科学技术大学
中国人民解放军国防科学技术大学
2011CB013300
人体运动功能重建的生机电一体化科学基础
朱向阳
上海交通大学
上海市科学技术委员会教育部
2011CB013400
机械装备再制造的基础科学问题
张洪潮
大连理工大学
教育部
2011CB013500
大型水利水电工程高陡边坡全生命周期性能演化与安全控制
教育部浙江省科学技术厅
2012CB719900
高分辨率遥感数据精处理和空间信息智能转化的理论与方法
单杰
武汉大学
教育部
2012CB720000
行星表面精确着陆导航与制导控制问题研究
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北京理工大学
工业和信息化部
2012CB720100
大型客机座舱内空气环境控制的关键科学问题研究
陈清焰
天津大学
教育部天津市科学技术委员会
祝之明
中国人民解放军第三军医大学
中国人民解放军总后勤部卫生部重庆市科学技术委员会
2012CB517900
儿童孤独症的遗传基础及其致病的机制研究
夏昆
中南大学
湖南省科学技术厅教育部
2012CB518000
重大心血管疾病相关GPCR新药物靶点的基础研究
肖瑞平
北京大学
教育部
2012CB518100
严重创伤重要组织器官修复再生的细胞与分子机制研究
付小兵
中国人民解放军总医院
中国人民解放军总后勤部卫生部
2012CB518200
高原低氧环境的快速习服与长期适应机制研究
范明
中国人民解放军军事医学科学院基础医学研究所
病原生物的致病机制和与宿主的相互作用研究
病原生物的致病机制和与宿主的相互作用研究病原生物是指能够引起疾病的微生物,包括细菌、病毒、真菌和寄生虫等。
它们在感染宿主后可以通过多种方式引起疾病,包括直接伤害宿主组织、分泌毒性物质、激活宿主免疫系统等。
本文将介绍病原生物的致病机制和与宿主的相互作用研究。
一、细菌的致病机制细菌病原体通过多种途径感染宿主,其致病机制包括:1.分泌毒素:某些细菌能够分泌毒素,如白喉杆菌分泌的白喉毒素、破伤风杆菌分泌的破伤风毒素等,这些毒素会损伤宿主细胞、破坏宿主免疫系统等,导致病变。
2.表面结构:细菌病原体表面结构的变化也能导致疾病。
如肠道病原菌大肠杆菌O157:H7菌株表面的脂多糖(LPS)能够引起内毒素反应,导致病变。
3.细菌的附着和侵入:细菌通过附着在宿主组织表面上后,产生胶质等黏附分子,侵入细胞或深入组织,导致病变。
二、病毒的致病机制与细菌病原体相比,病毒的致病机制更为复杂:1.直接损伤细胞:某些病毒如流感病毒、单纯疱疹病毒、乙型肝炎病毒等可以直接感染并破坏宿主细胞;某些病毒如人免疫缺陷病毒(HIV)可以通过感染宿主免疫系统细胞来影响免疫功能。
2.诱导细胞死亡:某些病毒感染后,诱导宿主细胞发生程序性细胞死亡(凋亡),导致组织功能障碍。
3.激活免疫系统:病毒感染可以激活宿主免疫系统,使免疫细胞释放炎症介质,促进细胞间相互作用,造成炎症反应。
三、真菌和寄生虫的致病机制真菌和寄生虫的感染机制也较为复杂,常见的致病机制包括:1.过敏反应:宿主对真菌或寄生虫感染的过程中会产生过敏反应,如对寄生虫丝虫的感染就会引发过敏反应,丝虫蛋白可以作为抗原刺激体内IgE增加,释放组胺导致瘙痒、发热等过敏反应。
2.分泌毒素:某些真菌和寄生虫也能分泌毒素,如疟原虫的热休克蛋白70(Hsp70)和红细胞过氧化物酶(Prx1)等,这些毒素会直接影响宿主细胞,另外,某些毒素还能激活宿主免疫系统,导致炎症反应。
3.发出衣原体:衣原体是一种类细菌的微生物,在人类体内常相关着心血管疾病、婴儿肺炎以及人类流感。
病原菌毒力基因的鉴定及其功能分析
病原菌毒力基因的鉴定及其功能分析病原菌是引起许多人类疾病的原因之一,全球每年因病原菌感染死亡的人数都在上升。
对于病原菌进行毒力基因鉴定以及功能分析,可以更好地了解病原菌的感染机制和毒力特性,为研发抵抗菌药物和制定相应预防控制策略提供科学依据。
一、病原菌毒力基因鉴定病原菌毒力基因是指在其基因组中,编码导致病原菌致病能力的基因。
这些基因可以被分为两类:一类是编码病原菌表面抗原和酶等毒力因子的基因;另一类是编码调节这些基因的转录因子等调控因子的基因。
当前,利用生物信息学的方法对病原菌进行毒力基因鉴定已经成为一个主要的研究方向。
这种方法可以从大量的基因组序列中,快速准确地识别出毒力基因。
其中,常用的生物信息学方法包括比对方法、模式识别方法、机器学习方法等。
比对方法是指将病原菌的基因组序列与已知的毒力基因序列进行比对,以查找与毒力相关的基因。
模式识别方法则是通过分析已知的毒力基因序列特征,比如保守领域、同源序列等,以在基因组序列中识别毒力基因。
而机器学习方法则是通过构建分类器,将病原菌的基因组序列分类为含毒力基因和不含毒力基因的两类。
二、病原菌毒力基因功能分析毒力基因的鉴定仅仅是第一步,为了更好地理解这些基因的作用,我们需要进行功能分析。
目前,功能分析主要包含四种方法:基因沉默、基因表达分析、基因敲除以及基因突变。
基因沉默是指通过siRNA或shRNA等方法,将特定的毒力基因沉默下来,以观察其对病原菌感染能力的影响。
基因表达分析则是通过构建表达载体,将病原菌中特定的毒力基因表达出来,以观察其是否能够增强病原菌的致病能力。
基因敲除是指通过基因编辑技术,切除病原菌中特定的毒力基因,然后观察其对病原菌致病能力的影响。
而基因突变则是通过基因编辑技术,在毒力基因的特定位置进行突变,以观察这些突变是否会对病原菌的致病能力造成影响。
三、相关研究进展在对病原菌毒力基因进行鉴定和功能分析的过程中,人们已经不断地进行了尝试和实践。
转录组揭示草莓与角斑病菌互作的分子机制
转录组揭示草莓与角斑病菌互作的分子机制导读植物生命周期中存在许多生物及非生物胁迫,并进化出复杂的防御响应机制。
草莓是重要的经济作物,Fragaria×ananassa是其中一种八倍体杂交品种(2n=8x=56),由两种野生八倍体物种Fragaria chiloensis(智利草莓)和Fragaria virginiana(弗州草莓)杂交产生,基因组大小约708-720Mb。
虽然目前缺少Fragaria×ananassa的全基因组序列,但研究表明F. ananassa的转录组数据可覆盖野草莓(Fragaria vesca)参考基因组的91.3%,野草莓基因组较小(~240Mb,2n=2x=14)。
草莓对许多病原菌敏感,其中草莓黄单胞菌(Xanthomonas fragariae)引起角斑病,对草莓砧木和产量造成严重损害。
角斑病菌导致草莓叶背产生角状水渍斑,后期扩散形成坏死斑,最后植株维管组织受损。
研究表明不同草莓品种对角斑病菌的敏感性不同,角斑病菌存在两种致病菌株,其毒力因子包括Ⅲ型分泌系统(T3SS)及其效应蛋白(T3E)、Ⅳ型分泌系统(T4SS)、Ⅵ型分泌系统(T6SS)。
目前,DNA基因芯片技术常用于研究植物转录表达。
例如该技术揭示了拟南芥中影响抗病性和感病性的基因簇,即其表型依赖于这些基因的表达量。
然而,基因芯片存在检测基因限度,需要设计特异序列作为探针。
随着测序技术发展,高通量mRNA测序(RNA-seq)成为转录组分析的主要方法,它能更好地定量分析全基因组水平的基因表达。
RNA-seq已应用于研究病原菌及其寄主的基因表达,如桃树的树生黄单胞杆菌(Xanthomonas syringae pv. pruni)、大豆的地毯草黄单胞菌(Xanthomonas axonopodis pv. glycines)、水稻的白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)、苹果的解淀粉欧文氏菌(Erwinia amylovora)。
病原菌与环境中重要微生物的功能基因分析
12. 病原菌与环境中重要微生物的功能基因组分析Dorothea K Thompson Jizhong Zhou魏华译;刘妍初校;朱晨光复校12.1 介绍病原菌的致病机理,特别是动物宿主与引起它们患病的病原菌之间相互作用的分子基础与分子调节是非常复杂的,并且涉及多个毒力因子的共同控制。
生理特性与毒力特性的广谱性是多种基因功能表达紧密协调的一种反映。
通常,病原菌的感染循环始于黏附并定植于宿主,然后(有时)细菌侵袭宿主组织或细胞,存在于宿主细胞中并在宿主细胞中繁殖,最后释放出来再感染新的宿主(参见Finlay与Falkow1997年发表的一篇综述)。
微生物感染被复杂的调节网络所调控,包括种特异性的细胞与细胞之间的交流。
20世纪90年代中期, 流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)全基因组序列的发表(Fleischmann 等人发表于1995年)标志着基因组时代的来临,研究全基因组范围内细菌毒力特征的分子特性的方案使科学家对细菌致病机理的研究方式发生改变。
目前,已经有至少25个亲源关系很远的病原菌全基因组序列得到解析,并且,其它一些病原微生物的全基因组序列的测定工作也正在进行中(见第二章)。
我们已经知道了一些病原菌如幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)(Tomb等人,1997;Alm等人,1999),结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)(Cole等人,1998),生殖道支原体(Mycoplasmagenitalium)(Fraser等人,1995),铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) (Stover等人,2000),肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)(Hoskin等人,2001),霍乱弧菌(Vibrio cholerae)(Heidelberg等人,2000),单核细胞增生性李斯特菌(Listeria monocytogenes) (Glaser等人,2001)的全基因组序列信息,最近炭疽芽胞杆菌(Bacillus anthracis)(Read等人,2003)的全基因组序列也被测出。
大丽轮枝菌致病机理及相关致病基因研究进展
大丽轮枝菌致病机理及相关致病基因研究进展作者:金利容黄薇杨妮娜尹海辰万鹏来源:《安徽农业科学》2021年第10期摘要大丽轮枝菌是农作物上为害最严重的土传病原物之一,对于该病原物引起的病害目前仍缺乏有效的防控手段,而明确其致病机理被认为是开发新型药剂和防治技术的理论基础。
综述了大丽轮枝菌的侵染过程、植物细胞壁的降解、微菌核和黑色素的形成等一些重要的生理过程相关的致病基因,并总结了转录调控基因、毒力蛋白基因、效应因子、无毒基因和激发子等多方面致病相关基因的研究结果,最后概述了筛选致病基因和研究基因功能的方法。
关键词大丽轮枝菌;致病机理;致病基因中图分类号 S435.621.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2021)10-0015-05doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.10.005开放科学(资源服务)标识码(OSID):Research Progress on the Pathogenesis and Pathogenic Related Genes of Verticillium dahliaeJIN Li-rong, HUANG Wei, YANG Ni-na et al(Key Laboratory of Integrated Management of Crop Pests in Central China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Plant Protection, Soil and Fertilizer, Hubei Academy of Agricultural Sciences,Wuhan,Hubei 430064)Abstract Verticillium dahliae was one of the most destructive soil-borne pathogens in crop plants. There was no effective method to control the diseases caused by V. dahliae. The studies on its pathogenic mechanism were thought as the theoretical basis to develop new pesticides and control techniques. This article reviewed some pathogenic genes related with some important physiological processes such as the process of infection, the degradation of plant cell walls and the formation of microsclerotia and melanin. The research results of multiple pathogenic genes such as transcriptional regulatory genes, virulence protein genes, effector genes, avirulence genes and elicitors were summarized. The strategies of screening the pathogenic genes and researching the functions of the genes were summarized.Key words Verticillium dahliae;Pathogenesis;Pathogenic genes大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)隶属半知菌类丝孢纲丝孢目丛梗孢科轮枝菌属。
疾病发生机制的分子生物学研究
疾病发生机制的分子生物学研究在现代医学领域中,研究疾病发生机制是一项重要且复杂的任务。
随着分子生物学的发展,科学家们利用该学科的技术和方法揭示了各种疾病的分子机制。
本文将重点探讨疾病发生机制的分子生物学研究,并介绍一些典型的研究范例。
一、基因突变与遗传性疾病许多疾病都与基因突变有关,这些突变可以影响人体内基因的表达或蛋白质的功能。
例如,囊性纤维化(cystic fibrosis)是一种常见的遗传性疾病,其病因是CFTR基因的缺失突变。
科学家通过分子生物学技术发现了这个基因突变,并研究了其在细胞内的功能失调。
这一研究成果为制定针对CFTR基因的治疗策略提供了重要依据。
二、癌症的基因变异与肿瘤形成癌症是一类严重威胁人类健康的疾病。
分子生物学的研究发现,肿瘤形成与体细胞的基因变异密切相关。
例如,肿瘤抑制基因(tumor suppressor genes)的突变会导致细胞失去正常的增殖调控机制,从而形成肿瘤。
通过研究基因变异与肿瘤发生的关系,科学家们能够更好地理解癌症的发生机制,并开发出相应的治疗方法。
三、病原菌与感染性疾病许多感染性疾病的发生与病原菌的分子特征密切相关。
分子生物学的研究通过揭示病原菌的致病机制,为预防和治疗感染性疾病提供了重要线索。
例如,以艾滋病病毒(HIV)为代表的病原菌能够攻击人体免疫系统的特定细胞,研究人员通过解析病毒基因组和蛋白质结构,找到了抑制HIV复制的药物靶点,为抗HIV疗法的发展提供了基础。
四、药物研发与分子靶点分子生物学的研究对于药物的研发具有重要意义。
科学家们通过深入研究疾病的分子机制,发现了许多治疗疾病的潜在靶点。
例如,一种特定的酶在某种癌症中起着关键作用,科学家们开发了针对该酶的抑制剂,并进行了临床试验,取得了良好的治疗效果。
这种基于分子生物学研究的药物研发为疾病治疗带来了新的突破。
总结:疾病发生机制的分子生物学研究为人类对各种疾病的认识和治疗提供了重要的基础。
分子病原学考试总结
动物分子病原学复习思考题一、阐述病毒基因组学研究涉及的工作及其科学意义。
基因组核苷酸一级结构:这是解读病毒的基础。
基因组结构分析:通过结构的分析可以更好的清楚是什么样的结构决定了病毒的相应的功能分析基因的开放读框(ORF):可以得到病毒有多少基因组成,从而进一步的研究基因。
以核苷酸顺序推测相应蛋白质的氨基酸顺序及二级结构、表位预测:得到蛋白质的氨基酸序列是研究蛋白质功能的基础,只有建立了这个基础才可以进一步的开展蛋白质的功能研究。
在蛋白质氨基酸顺序的基础上进行的二级结构的预测可以找到α螺旋和β折叠预测跨膜区和功能区。
表位预测可以找到抗原表位有利于寻找到药物靶位和有效的抗原位点为基因工程疫苗的研究提供一定的帮助。
分析结构蛋白基因与非结构蛋白基因:结构蛋白基因决定了病毒的组成成分可以通过对结构蛋白的研究来寻找到的病毒侵袭机体的主要决定成分是什么蛋白起到的决定性的作用为我们阻断病毒的感染提供一定的思路。
非结构蛋白基因在病毒复制的过程中起到很重要的作用如果能找到有效的途径可以抑制它的功能就可以找到新的途径控制病毒的感染。
序列相似性比较:通过不同序列之间的相似性比较通过这种分析可以根据已知基因的信息来推测未知基因的功能以及得到这些基因间变化的规律找到变异位点集中到一点来研究这个变异的作用或者找到决定功能的关键位点。
是主要的研究思路和方法。
毒株间的差异与变异情况,病毒基因型的分析:分析不同毒株间的毒力的差异通过基因序列的比较找到决定毒力大小的基因位点。
病毒基因型的分析可以解决不同基因型的致病性的不同和机制的不同。
遗传进化、演化规律:这可以为我们的科学研究提供一定的指导找到生物之间的进化可以找到不同物种之间的关系从而可以找到生物进化的规律根据规律可以推测生命进化史解决生命起源问题。
分子流行病学研究:运用绘制质粒图谱和限制性酶切图谱的方法,对比分析其内部片段构成是否一致,能更特异、更准确地揭示各克隆菌间的遗传联系。
病原菌的分子学研究进展
病原菌的分子学研究进展病原菌是导致许多疾病的原因之一,这些疾病包括诸如细菌感染、病毒感染和真菌感染等。
自从人类开始意识到病原菌的存在以来,对它们的研究就从未停止。
近年来,随着分子生物学技术的快速发展,病原菌分子学研究也取得了长足进展,本文将对病原菌分子学研究的进展进行探讨。
病原菌的分子学研究主要集中在三个方面:基因组学、转录组学和蛋白质组学。
基因组学是研究整个基因组的结构和功能,转录组学是研究基因在不同生长条件下的表达模式,蛋白质组学则是研究蛋白质在细胞内的结构、功能以及相互作用。
研究表明,许多病原菌的基因组都极其庞大,其中许多部分仍然未知。
通过对病原菌基因组的序列分析,研究人员可以了解到病原菌的基因数量、分布和基因间的关系等信息。
除了它们的基因数量,还可以通过基因组分析来了解病原菌的毒力因子、抗生素耐药性以及它们如何适应宿主的愈合过程等方面。
除了基因组学外,转录组学也为病原菌的研究提供了重要的信息。
通过对病原菌在宿主体内和外部环境中的基因表达进行研究,研究人员可以了解到病原菌在感染过程中的适应性和对抗外部环境的能力。
例如,在铜离子的存在下,铜离子可以稳定地结合到金属转运蛋白中,从而使病原菌在感染时更加适应宿主体内的环境。
蛋白质组学的发展为病原菌的研究提供了更加丰富的信息。
通过蛋白质组学技术,研究人员可以进行大规模的蛋白质鉴定和功能分析。
这些蛋白质可以用于管控代谢、毒力发挥以及细胞信号传递等方面。
研究人员利用质谱分析和蛋白质分离技术来研究病原菌蛋白质的构成,并尝试推断它们的功能。
蛋白质质谱技术可以帮助研究人员确定其序列、修饰类型,以及氨基酸-氨基酸交互作用中的作用。
总之,虽然病原菌对人类和动物的健康和生产造成威胁,但病原菌分子学研究的进展使世界变得更健康了。
随着分子生物学技术的不断发展,病原菌分子学研究将继续取得新的突破,为患者的治疗和预防工作提供创新的办法。
完。
病原微生物的分子机制与致病机理
病原微生物的分子机制与致病机理病原微生物是引起许多人类和动物疾病的原因。
它们可能是细菌、真菌、病毒或寄生虫等微生物,它们的致病机理和分子机制都不同。
本文将介绍病原微生物的分子机制与致病机理,以便更好地理解这些微生物如何引起疾病。
一、细菌的分子机制与致病机理细菌是一种单细胞生物,它们可以产生许多化合物来繁殖和感染宿主。
有些细菌可以在宿主细胞内生长,其他细菌则可以在宿主体内形成生物膜或生产毒素。
其中,毒素的类型有内毒素和外毒素两种。
内毒素是细菌壁分解产物,可以导致发热和炎症反应。
外毒素是由细菌分泌的化合物,可以对宿主细胞造成损伤。
外毒素的种类包括细菌毒素、超抗原和外膜囊泡等,它们可以破坏宿主免疫系统、促进炎症反应和抑制人体防御机制。
二、真菌的分子机制与致病机理真菌是一种类似植物的微生物,它们可以在宿主体内形成菌丝和孢子。
真菌感染通常发生在皮肤、呼吸道和消化系统等部位。
真菌感染引起的疾病有许多不同的症状和病因。
真菌感染的分子机制是利用宿主细胞的免疫系统来生长和繁殖。
真菌感染时会释放一些化合物,这些化合物可以刺激免疫系统并抑制宿主的免疫功能。
真菌还能够在宿主细胞内生长和繁殖,这样可以抵抗人体免疫系统的攻击。
三、病毒的分子机制与致病机理病毒是一种非细胞生物,它们不能自己生长或繁殖,必须寄生于其他细胞内。
病毒感染可以引起各种各样的疾病,包括感冒、流行性感冒、流行性出血热和爆发性黄热病等。
病毒感染的分子机制是利用宿主细胞的代谢和生化机制来进行繁殖和生长。
病毒可以侵入宿主细胞内部,在那里复制自己的基因组并制造出新的病毒。
在这个过程中,病毒会利用宿主细胞的分子机制和蛋白质来完成自己的生存和繁殖。
四、寄生虫的分子机制与致病机理寄生虫是一种包括蠕虫和原生动物等多种生物的总称。
寄生虫感染通常发生在血液、肠道、肝脏和肺部等部位。
寄生虫感染可以引起各种各样的疾病,包括血吸虫病、疟疾和丝虫病等。
寄生虫感染的分子机制是侵入宿主细胞并在宿主细胞内繁殖。
硕士的研究课—现代分子生物学功能基因组学主要的研究技术胡忠精品文档
5、疾病的诊断与治疗
从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以 得出标准图谱。从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯 片杂交就可以得出病变图谱。通过比较、分析这两种图谱, 就可以得出病变的DNA信息。这种基因芯片诊断技术以 其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点,将 成为一项现代化诊断新技术。
Schena等采用拟南芥基因组内共45个基 因的cDNA微阵列(其中14个为完全序列, 31个为EST),检测该植物的根、叶组织 内这些基因的表达水平,用不同颜色的荧 光素标记逆转录产物后分别与该微阵列杂 交,经激光共聚焦显微扫描,发现该植物 根和叶组织中存在26个基因的表达差异, 而参与叶绿素合成的CAB1基因在叶组织较 根组织表达高500倍。
Chapter 5 功能基因组学主 要研究技术
功能基因组学(functional genomics) 是利用结构基因组学提供的信息,以高通量, 大规模实验方法及统计与计算机分析为特征, 全面系统地分析全部基因的功能。
功能基因组学的研究涉及众多的新技术,包 括生物信息学技术、生物芯片技术、转基因和 基因敲除技术、酵母双杂交技术、蛋白质组学 技术、反义核酸技术等技术。
靶片段:DNA、寡核苷酸、RNA等。 探 针:mRNA, 或是以mRNA为模板合成的
cDNA。 标记物:常采用荧光剂,如Cy3、Cy5,同位素、
地高辛等。
示例:原位喷印合成基因芯片
芯片原位喷印合成原理与喷墨打印类似, 不过芯片喷印头和墨盒有多个,墨盒中装 的是四种碱基等液体而不是碳粉。喷印头 可在整个芯片上移动并根据芯片上不同位 点探针的序列需要将特定的碱基喷印在芯 片上特定位置。
linkage, and genetic variability.
病原体的分子生物学及其疾病机理
病原体的分子生物学及其疾病机理自古以来,疾病就是人类不可避免的伴随。
病原体是引起疾病的主要因素。
因此,了解病原体的分子生物学非常重要,有助于我们更好地理解疾病的发生和发展。
本文将深入探究病原体的分子生物学及其疾病机理。
病原体是指能够引起疾病的微生物、病毒、真菌、寄生虫等。
在这些微生物中,细菌是最常见的病原体。
细菌的分子生物学研究得相当透彻,这也是我们熟知的医学常识。
许多重要的发现都涉及到了细菌的分子生物学知识。
细菌的分子生物学细菌的基因组往往比人类基因组小得多,它们只有一条圆形的染色体。
重组DNA技术已经被广泛应用于细菌的基因工程中,因为细菌DNA序列的研究相对来说更为容易。
另外,细菌的无性繁殖可让研究者通过遗传工程来调整特定基因的表达水平。
细菌的遗传信息不仅保存在染色体上,还保存在质粒中。
质粒是不属于细胞核的小的环形DNA分子,不会与细胞分裂时一起复制,但它们可以在不同的细胞中进行转移。
许多细菌质粒也带有一些抗菌素耐受性和毒力基因。
这是细菌能够抵抗抗生素和产生毒素的原因之一。
细菌的代谢系统也是一个研究的重要方向。
它包括细菌生长和繁殖所需的各种营养素和能量。
通过研究代谢通路,可以了解病原体的生长和繁殖机理。
许多抗生素就是阻断细菌特定的代谢途径,从而有效地杀死细菌。
病毒的分子生物学病毒是最常见的病原体之一,但病毒的基因组非常简单。
大多数的病毒只有数千个碱基对,而人类基因组则包括三十多亿个碱基对。
因此,研究病毒的分子生物学需要使用全新的技术和方法。
病毒只能在宿主细胞内进行繁殖,因此研究病毒必须通过研究宿主细胞来进行。
病毒感染宿主细胞后,会将自身的RNA或DNA插入到宿主细胞中,利用宿主细胞的代谢系统来进行复制。
此时病毒的RNA或DNA会在进行细胞分裂时与宿主细胞的染色体一起复制。
因此,病毒的复制和宿主细胞的代谢息息相关。
病毒复制所需的一些酶只存在于宿主细胞中,因此,研究宿主细胞的代谢通路不仅有助于了解宿主细胞的正常生物学过程,还可以帮助我们更好地了解病毒的繁殖机理。
奶牛乳房炎的病因及致病机理研究进展
奶牛乳房炎的病因及致病机理研究进展摘要:摘要:奶牛乳房炎是世界范围内最常见而又最难防治的奶牛疾病之一。
目前全世界约有2.2亿头奶牛,其中1/3患有各种类型的乳房炎[1]。
据统计,临床型乳房炎占奶牛总发病的2成多,一般造成产奶量下降,乳液废弃,严重时,患牛乳区肿胀硬化、化脓、坏疽甚至萎缩,失去泌乳能力,被迫淘汰,每年因乳房炎而最终淘汰的病牛约占总淘汰率的l0%。
相比而言,隐性乳房炎在奶牛群中更加普遍,在一个牛群中,大多数乳房炎(大约90%)是隐性型。
因此,造成经济损失的主要是隐性乳房炎,其损失占每头泌乳母牛每年总生产能力的10%~11%[2]。
即使在饲养水平较高的发达国家,隐性乳房炎的发病率也在50%以上。
由于患隐性乳房炎的奶牛乳房和乳汁肉眼看不出明显的区别,临床上不易发现,在我国大部分地区尚未引起足够的重视,给奶牛生产带来了较大的经济损失。
因此,了解和掌握奶牛乳房炎的发病原因和发病机理,研究出更为有效的综合防治办法,尽可能减少其发病率和危害显得极为重要。
关键词:乳房炎病因机理1.奶牛乳房炎的病因1.1病原微生物方面的原因乳房炎是乳房内的乳腺组织受到损伤产生的一种机体反应,其损伤的原因有侵入乳房内的病原微生物、物理性刺激和化学物质等,但绝大多数是由一种或多种非特定的病原微生物感染引起。
引起奶牛乳房炎的微生物种类很多,如细菌、霉形体、真菌、病毒、支原体等,人们已从患病奶牛的乳汁中分离出了150多种微生物,比较常见的有20多种,以细菌最为多见。
其中革兰氏阳性葡萄球菌和链球菌具有国际广泛性,是引发乳房炎的主要致病菌,少数病原菌如大肠杆菌、绿脓杆菌化脓、棒状杆菌等也可引起地方性流行,此外,克柔氏念珠菌、乳粉孢霉、粪产碱杆菌、马红球菌等病原微生物也可引起奶牛乳房炎。
1.1.1细菌革兰氏阳性菌是引起奶牛乳房炎最为常见的细菌,80%-90%的病例为葡萄球菌和链球菌感染。
⑴葡萄球菌属(Straphylococcus),本属中引起乳房炎的主要是金黄色葡萄球菌(Straphylococcus aureus)和表皮葡萄球菌(Straphylococcus epidermidis)。
科学家揭示真菌致病的关键机理
在细菌的世界⾥,真菌通常缺乏病毒或细菌的天赋。
对拥有正常的、健康的免疫系统的⼈们来说,真菌很少会表现它们⾃⼰。
其实,⼈类的头发和⽪肤上携带着⼤量的真菌,甚⾄每次呼吸都会带出⼀⽚⽆形的真菌孢⼦云团。
虽然许多其它微⽣物乐于让宿主因感染它们得病或死亡⽽苟延残喘,但真菌却往往愿意痴⼼地等待它的主⼈死于其他原因⽽不是⾃⼰之⼿。
事实上,在整个⽂明史中,⼤多数真菌成了⼈类的朋友,它们慷慨地为⼈类提供⾯包和啤酒,回收垃圾,让植物从⼟壤中汲取营养。
科学家估计,在地球上⼤约⽣活着150万种真菌,但只有少数会祸害⼈类的健康。
但问题是,⼀旦少数害群之马真的“起了⽍⼼”,那它们就会反⽬成仇,致⼈于死命。
例如,在严重感染曲霉属真菌的病⼈中,有⼀半的⼈将⼀命呜呼。
医院中最常见的念珠菌感染的死亡率据报告也是相当⾼的,虽然具体数字很难获取,但报告显⽰真菌感染率在整体上具有上升的趋势。
最近,医⽣们也开始对⼀度罕见的隐球菌感染在西北太平洋地区的扩散表现得忧⼼忡忡。
是什么将真菌伙伴转变成了病原体,这个问题已经困扰了研究⼈员⼀个多世纪。
然⽽,直到最近,科学家才发现了⽀配真菌如何运作、并将正常情况下平和的真菌转变成⼈类敌⼈的⼀些关键原理。
在试图破译微⽣物和⼈类宿主之间分⼦对话的过程中,真菌研究者还发现了⼈体免疫系统的⼀些令⼈吃惊的秘密。
不吃腐⾁的“秃鹫”会害⼈ ⾃2004年⽩⾊念珠菌的完整基因草图发表以来,研究⼈员已编⽬了⼗余种致病真菌的基因组。
这些基因组研究可能会很快揭⽰出真菌是如何在⼈体中⽣存的,并帮助研究⼈员提出新的⽅法来消灭这些病菌。
科学家最近还发现了⼈类免疫细胞中会对真菌和其他⼊侵者发出警报的分⼦家族,以及真菌躲避这些细胞的机制。
总的来说,这些研究结果可能很快就会解决真菌感染治疗中挑战性的⼀个问题,即如何让你摆脱这个⼈类最亲密接触者的骚扰。
在过去的⽣物学归类中,真菌往往与植物混为⼀谈,⼤概就是因为这两种形式的⽣命都可以萌芽于污浊的环境。
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项目名称:动物重要病原菌功能基因组与分子致病机理研究首席科学家:周锐华中农业大学起止年限:2012.1-2016.8依托部门:教育部湖北省科技厅一、关键科学问题及研究内容(一)拟解决的关键科学问题1.病原菌在动物和人中的流行与传播机制结核病是全球死亡人数最高的人类传染病,主要由结核分枝杆菌引起,但在发展中国家,牛结核是人结核的重要传染源,10%的人结核是由牛结核引起的。
牛结核主要由牛分枝杆菌引起,但国内外关于牛感染人结核的证据越来越多。
在上一个973计划项目中我们发现,我国分菌证实的牛结核中,46%为人结核分枝杆菌,54%为牛分枝杆菌;牛结核呈上升蔓延趋势,但我国结核分枝杆菌复合群在牛和人间的相互传播尚缺乏系统研究。
猪链球菌有33个血清型,除在动物间流行外,1型、2型、4型、14型和16型对人致病,是致成人脑膜脑炎的重要病原菌之一。
前期研究证实,除2型外的其它血清型有增加趋势。
副猪嗜血杆菌虽然未见感染人的报道,但它是当前危害世界养猪业最重要的病原菌之一,其血清型和致病性的多样性是兽医临床诊断与防控的最大挑战。
因此,结核和猪链球菌在动物和人中的流行与传播规律、猪链球菌和副猪嗜血杆菌优势血清型和致病性的动态变化、病原菌毒力多样性和抗原多样性的遗传基础等,是本项目拟解决的关键科学问题之一。
2.病原菌的蛋白质互作与基因调控网络在后基因组时代,生命科学领域的研究人员面临的问题不再仅仅是某个基因、某个蛋白质等单个分子的功能,而是由分子之间相互作用形成的极其复杂的调控网络,从系统生物学的角度认识生命活动规律。
结核分枝杆菌和猪链球菌是两种重要的人兽共患病原菌,研究病原菌蛋白质-蛋白质相互作用网络与基因调控网络是理解其基因和蛋白质网络结构及功能的基础和关键,继而理解病原菌的生长、代谢、毒力调控、致病机制、耐药机制等重要科学问题,并为病原菌防治提供新的药物靶标和策略。
3.病原菌的致病与免疫逃避的机制传染病的发生、发展与转归是病原微生物与宿主相互作用的结果,不同病原菌有其特殊的感染、致病、免疫应答和免疫逃避的机制。
结核分枝杆菌引起低烧及长期的慢性炎症反应,猪链球菌感染则引起急性炎症反应,致死率非常高,而副猪嗜血杆菌感染则主要引起亚急性炎症反应。
因此,这三种病原菌是研究细菌感染过程中炎症反应的作用及机制的良好模型。
结核分枝杆菌是一种特殊的胞内寄生菌,其免疫逃避及引起慢性炎症的分子机制在动物个体、细胞及分子水平都已做了大量研究,但仍没有完全解释清楚,迫切需要更加深入的研究。
猪链球菌和副猪嗜血杆菌分别作为动物新发的革兰氏阳性和阴性胞外菌的代表,均能引起脑膜炎、关节炎和肺炎,其感染、致病、免疫应答和免疫逃避的机制也是急需深入研究的重要基础科学问题。
(二)主要研究内容以结核分枝杆菌复合群、猪链球菌和副猪嗜血杆菌等重要动物病原菌为研究对象,综合运用分子流行病学、现代细菌学、分子免疫学、功能基因组学、蛋白质组学、糖组学等研究手段,开展如下研究:进一步开展牛结核、猪链球菌病和副猪嗜血杆菌病的病原学与流行病学研究,建立菌种资源库,深入研究结核分枝杆菌复合群在牛和人中的流行现状与传播规律、猪链球菌和副猪嗜血杆菌优势血清型及致病性的动态变化、病原菌毒力多样性和抗原多样性的遗传基础。
完善已构建的结核分枝杆菌全菌蛋白质-蛋白质相互作用网络,构建猪链球菌的全菌蛋白质-蛋白质相互作用网络,发掘与细菌生长、代谢、毒力调控和耐药相关的新关键因子和药物靶标。
以结核分枝杆菌、猪链球菌等病原菌为研究对象,进行细菌糖组学研究,从多糖的生物合成、结构及功能三个层面入手,阐明结核分枝杆菌和猪链球菌表面多糖的合成途径和生物学作用,深化对这两种病原菌的生长及感染机制的认识,为抗菌药物开发新策略提供理论基础。
研究人结核分枝杆菌对牛的致病性,鉴定牛分枝杆菌、猪链球菌和副猪嗜血杆菌的新的毒力因子,深入研究病原菌毒力因子与宿主细胞的相互作用及其信号传导途径,研究猪链球菌与副猪嗜血杆菌的协同致病作用及其机制。
研究结核病发生、发展和转归过程中炎性因子的变化及其调控机制,牛分枝杆菌免疫逃避以及引起慢性炎症的机制,猪链球菌引起急性炎症和导致炎症紊乱的机制。
二、预期目标(一)总体目标以结核分枝杆菌复合群、猪链球菌和副猪嗜血杆菌为研究对象,初步阐明结核在牛和人中的流行特征与传播规律,猪链球菌和副猪嗜血杆菌优势血清型和致病性的动态变化,揭示病原菌基因组序列的变异、毒力多样性和抗原多样性的遗传基础;解析病原菌的蛋白质相互作用与基因调控网络,及表面多糖的结构、合成机制与功能,阐明病原菌的生长、代谢、毒力调控、DNA损伤修复与耐药机制,发掘新的功能基因、蛋白质和表面多糖;研究病原菌及其蛋白质和表面多糖与宿主的相互作用及其信号传导途径,初步阐明病原菌的感染、致病、免疫应答和免疫逃避的机制,为这三种传染病的防控提供必要的科学理论依据。
(二)五年预期目标1.揭示结核分枝杆菌复合群、猪链球菌和副猪嗜血杆菌在动物中的流行规律与生态分布,阐明优势血清型和变异株与致病性间的关系,重点探讨结核分枝杆菌复合群在牛和人间流行的传播机制,为这三大疾病的防控提供理论依据。
2.分离鉴定和收集分枝杆菌500株,其中牛源结核分枝杆菌200株(人型及牛型)、猪链球菌和副猪嗜血杆菌2000株,建立基因组多态性数据库和基因组多态性研究的技术平台,阐明主要流行株的基因组序列变异和进化规律。
3.完善和构建结核分枝杆菌和猪链球菌的蛋白质相互作用网络和转录调控网络,初步阐明细菌生长、代谢和毒力调控的分子机制,揭示结核分枝杆菌DNA损伤修复与耐药之间的关系。
4.鉴定牛分枝杆菌的乙酰化蛋白谱及Sir2蛋白的底物蛋白谱,揭示Sir2蛋白与牛分枝杆菌致病性及药物作用机理之间的关联性。
5.鉴定结核分枝杆菌和猪链球菌表面多糖及结核分枝杆菌细胞壁多糖的生物合成途径中的糖基供体合成酶基因和糖基转移酶基因,完成10种糖基供体合成酶和糖基转移酶基因的克隆及表达,并确定其在病原菌表面多糖生物合成途径中的功能;完成5种糖基转移酶基因对病原菌生长及感染影响的分析;解析1-2种重要表面多糖的组分和结构,明确其在细菌生长及致病中的关键作用。
6.初步阐明人结核分枝杆菌对牛的致病特征;鉴定猪链球菌、副猪嗜血杆菌及结核分枝杆菌的新的毒力相关基因20个以上,完成8-10个毒力因子与宿主细胞的相互作用及其信号传导通路研究,初步阐明猪链球菌与副猪嗜血杆菌的协同致病作用和机制。
7.鉴定结核病发生、发展与转归过程的分子标识;初步阐明自噬在牛分枝杆菌感染的先天性免疫和获得性免疫中的作用及其机制,揭示牛分枝杆菌免疫逃避以及引起慢性炎症的机制;阐明猪链球菌引起急性炎症和导致炎症紊乱的机制。
8.发表SCI收录论文50-60篇,申请/获得专利15-20项,培养5-6名左右中青年学术骨干,培养研究生100-150名。
三、研究方案(一)总体研究思路、项目研究的技术路线及可行性分析1.总体研究思路结核分枝杆菌复合群、猪链球菌和副猪嗜血杆菌是严重危害畜牧业健康发展和人民健康的重要病原菌,其血清型或基因型复杂;结核分枝杆菌复合群和猪链球菌的宿主谱广,可在人和动物间相互传播,但其传播链和传播机制尚不清楚;三种病原菌常与其它病原微生物混合感染和继发感染,形成复杂的病原生态学关系,其单独致病和协同致病的机制,病原菌诱导宿主的先天性和获得性免疫反应,以及病原菌免疫逃避和持续感染的机制等,都是动物细菌性传染病研究领域复杂和关键的科学命题。
本项目从病原菌的分离鉴定和收集及流行规律、生态分布和基因组序列变异等研究入手,揭示病原菌的流行与传播机制、流行血清型和致病性的动态变化及毒力多样性和抗原多样性的遗传基础;进而以代表性的菌株为研究对象,构建病原菌的蛋白质互作与基因调控网络,研究病原菌表面多糖的合成机制与功能,揭示病原菌生长、代谢、毒力调控和耐药机制,预测和鉴定新的功能基因、蛋白质和表面多糖;深入研究病原菌及其蛋白质和表面多糖与宿主的相互作用,揭示病原菌的感染、致病、免疫应答和免疫逃避的机制,为这三种传染病的防控提供必要的科学理论依据。
2.技术路线代病菌株分离血清型基因组序糖基供体合成酶胞壁多糖和功能基因与宿主相互生长调控,人结核分枝结核病发生发展牛分枝杆表菌株(一) 原菌在动物和人中的流行和传播机制鉴定/基因型耐药性流行环节与溯源列变异分析ORF 组的克隆及蛋白质互作与基因调控网络构建DNA 代谢相关蛋白相互作用亚网络解析(二)蛋白质互作与基因调控网络(三)胞外多糖的结构与功能(四)感染与分子致病机制(五)免疫应答与免疫逃避机制和糖基转移酶基因的克隆与功能研究表面多糖的结构与功能研究和蛋白质胞外多糖作用及信号传导通路DNA 复制与损伤修复及耐药机制新药靶标杆菌对牛的致病性猪链球菌与副猪嗜血杆菌协同致病机制和转归中炎性因子变化及调控菌的免疫逃避机制猪链球菌诱导炎症紊乱机制3.可行性分析工作基础:本项目是在2010年结题验收的973计划重大传染病基础研究专题“重要动物病原菌的分子生物学与致病机理研究”(2006-2010)的基础上滚动申报的。
已结题的973计划项目在科学研究、人才培养、平台建设、重要成果等方面均超额完成了计划任务,并被评为“优秀”。
本项目研究仍然以结核分枝杆菌复合群、猪链球菌和副猪嗜血杆菌为主要研究对象,拟解决的关键科学问题是在上一个项目研究的基础上提炼出来的,研究内容是上一个项目的延续和深入,申报单位和主要学术骨干均参与了上一个973计划项目的研究,并取得重要研究成果。
因此,本项目有非常坚实的工作基础。
人才队伍:本项目的研究队伍来自教育部属大学、中科院和中国农科院等优势单位,结构合理,年富力强,专业特长突出,学科交叉。
项目组绝大多数人员参与了上一个973计划项目的研究,具有良好的团队合作基础和前期研究工作基础。
本次又吸纳了新的技术骨干,加强分子流行病学和免疫机理的研究。
因此,本项目有优秀的人才队伍保障。
技术平台:本项目涉及的关键研究技术平台,包括分子流行病学、基因组学、蛋白质组学、细菌多糖的合成途径与功能分析、相关病原菌的遗传操作体系、分子免疫学、基因蛋白质相互作用、病原与宿主细胞的相互作用、相关疾病的动物模型等均已建立,并能熟练运用。
支撑条件:本项目涉及的七个单位拥有与该申请项目研究领域相关的4个国家重点实验室、3个省部级重点实验室和1个中科院重点实验室;四家单位拥有资质认可、运行良好的生物安全III级实验室。
因此,本项目有良好的硬件条件保障。
(二)项目的创新点与特色1.在我国,结核病在动物(特别是牛)和人间相互传播有增加的趋势,猪链球菌不仅在动物中感染率高,而且已成为成人脑膜脑炎的重要病原菌之一,副猪嗜血杆菌病是养猪业最重要的新发细菌性传染病。