本發(fā)明專利技術(shù)涉及空間環(huán)境下大腸桿菌及其基因組序列。既往研究發(fā)現(xiàn)空間環(huán)境能夠影響微生物的許多特征，例如生長速率、細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞代謝水平、生物被膜的產(chǎn)生、毒力和耐藥性的增加或者降低。本發(fā)明專利技術(shù)利用太空特殊環(huán)境，通過搭載神舟八號飛船將大腸桿菌送入太空，歷經(jīng)398小時、1100萬公里的飛行后返回地面，進(jìn)行了表型相關(guān)實驗，證明了空間環(huán)境誘變的大腸桿菌菌株存在明顯的變化。隨后對該菌株進(jìn)行了基因組測序、轉(zhuǎn)錄組測序、和蛋白質(zhì)組學(xué)分析，旨在發(fā)現(xiàn)發(fā)生這些變化的潛在機制及其應(yīng)用。隨著對這些問題的深入研究，有利于我們發(fā)現(xiàn)和了解空間環(huán)境對大腸桿菌的影響和致病性機制，為保障航天員安全提供了理論基礎(chǔ)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于生物
，涉及一種空間環(huán)境下的大腸桿菌生物特性、全基因組測序、轉(zhuǎn)錄組測序和差異蛋白組學(xué)分析。
技術(shù)介紹
隨著人類空間探索活動的日益頻繁，宇宙空間成為了人類活動的一個重要領(lǐng)域。微生物是自然環(huán)境中的一部分，其存在于空氣、水、土壤等生物圈的各個部分。因此，人類的空間活動不可避免的將微生物也帶上了太空。盡管外層空間具有極端和復(fù)雜的環(huán)境，然而這些微生物都能夠適應(yīng)這些諸如微重力、宇宙射線、溫度、壓力等的改變并表現(xiàn)出相應(yīng)的形態(tài)和生理學(xué)的變化。尤其是有研究發(fā)現(xiàn)在模擬微重力條件下培養(yǎng)的鼠傷寒沙門氏菌對小鼠 感染的毒力會增強；肺炎鏈球菌等機會致病菌在模擬微重力條件下毒力增強。目前，在空間站中已檢測出包括肺炎克雷伯氏菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌、沙雷氏菌、蠟狀芽孢桿菌和腸球菌等多種細(xì)菌。對這些細(xì)菌進(jìn)行深入研究有助于了解空間環(huán)境對這些細(xì)菌的影響以及這些細(xì)菌的致病力和耐藥性的改變機制，為載人航天提供醫(yī)學(xué)保障基礎(chǔ)。大腸桿菌是存在于恒溫動物腸道中的一種革蘭氏陰性圓形桿菌。大多數(shù)的大腸桿菌的菌株是沒有危害的，但是一些血清型可以導(dǎo)致人類嚴(yán)重的食物中毒。沒有危害的大腸桿菌是腸道的正常菌群的一部分，其產(chǎn)生維生素K2對宿主是有益的，而且還能防止腸道中其他致病性病源菌的生成。大腸桿菌占整個腸道菌群的0. 1%，糞口傳播途徑是該病原菌致病的重要途徑。同時大腸桿菌是被廣泛研究的原核模式生物，因其可作為重組DNA的宿主，是微生物學(xué)和生物
的一個重要的細(xì)菌。正因為大腸桿菌具有如此重要的作用，通過表型研究空間環(huán)境下的細(xì)菌突變株，并利用基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組三大組學(xué)研究方法，研究細(xì)菌對空間環(huán)境的適應(yīng)性變化，關(guān)注其致病性、耐藥性的變化，為預(yù)防感染性疾病在空間站中的發(fā)生奠定基礎(chǔ)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種太空環(huán)境下的大腸桿菌菌株LCT-EC52。通過表型檢測、全基因組測序，并結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)闡明該細(xì)菌受空間影響的變化機制。本專利技術(shù)提供的菌株LCT-EC52，其保藏號為CGMCC6518。所述的大腸桿菌LCT-EC52，其表型特征為革蘭氏陰性桿菌，無芽孢，菌體單個排列；對氨芐西林、頭孢唑林、頭孢他啶、頭孢三嗪、阿奇霉素的耐藥性出現(xiàn)了完全耐藥；不能利用D-水楊、甲基丙酮酸、亞碲酸鉀、溴酸鈉等。所述的大腸桿菌LCT-EC52進(jìn)行全基因組測序和比較基因組學(xué)分析得出突變基因，見表1，空間環(huán)境導(dǎo)致LCT-EC52菌株基因組上SNP的變化，包括SNP在基因組上的位置，突變位點及編碼蛋白以及注釋出的基因。表I空間環(huán)境導(dǎo)致LCT-EC52菌株基因組上SNP的變化SNP位置突變位點參考基因ID 注釋庫IDScaffold24_201 G —A UW5_002160 gi|191173110 D—NScaffold2_48865 A—G UW5_001214 gi|315286846 Q —QScaffold2—527671 C —TUW5_001695 gi|371610913 P—PScaffold3—383994 A—GUW5_001094 gi|377982598 Q^RScaffold3_383995 A—GUW5_001094 gi|377982598 K—KScaffOId3—384004 T—CUW5_001094 gi|377982598 卜 IScaffold4_573 G^A UW5_002922 gi| 161506001 G —RScaffold4_310249 C —T UW5_003213 gi|26250246 P—PScaffold4_310264 A—G UW5_003213 gi|26250246 K^KScaffold4_310300 T—C UW5_003213 gi|26250246 V —VScaffold4_310687 T—G UW5—003213 gi|26250246 L^LScaffold4_613919 T—CUW5—003501 gi|377923244 S-^PScaffold5_565481 G —A UW5_004160 gi|307553022 R-RScaffold7_4900 G->A UW5_004570 gi|260845835 R—R所述的大腸桿菌LCT-EC52，通過轉(zhuǎn)錄組測序鑒定獲得差異表達(dá)基因，(FDR ( 0. 001 和 I Iog2RatioI 彡 2)見附表 I。所述的大腸桿菌LCT -EC52，利用蛋白組學(xué)方法鑒定得出差異表達(dá)蛋白分子(蛋白豐度差異倍數(shù)超過2倍以上時；經(jīng)統(tǒng)計檢驗其p-value值小于0. 05 ;三次重復(fù)中至少兩次重復(fù)中達(dá)到上述要求)見附表2。附圖說明圖1大腸桿菌LCT-EC52革蘭氏染色圖2大腸桿菌空間菌株LCT-EC52的Biolog生化特征圖3大腸桿菌LCT-EC52菌株與地面對照株LCT-EC106的生長曲線圖4大腸桿菌空間環(huán)境下菌株LCT-EC52的轉(zhuǎn)錄組基因覆蓋度統(tǒng)計圖5大腸桿菌空間環(huán)境下菌株LCT-EC52的轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)基因圖6大腸桿菌空間環(huán)境下菌株LCT-EC52的蛋白組差異表達(dá)蛋白附件說明附件I大腸桿菌LCT-EC52轉(zhuǎn)錄組測序差異表達(dá)基因信息附件2大腸桿菌LCT-EC52蛋白組差異表達(dá)蛋白信息具體實施例方式下述實施實例中所用的實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施實例中所用的材料、試劑，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。具體實施實例一 LCT-EC52的表型1.菌種大腸桿菌LCT-EC52保藏號為CGMCC2.形態(tài)學(xué)原樣品進(jìn)行稀釋涂布，進(jìn)行革蘭氏染色。LCT-EC52為革蘭氏陰性桿菌，無芽孢，菌體單個排列，如圖1。3. LCT-EC52 菌株 16s rDNA 鑒定16S rDNA 是 16S rRNA 序列的基因，長約 1.5kb。將已分純的單菌直接經(jīng)菌液PCR擴增16S rDNA，部分通過菌液PCR較難擴增的單菌經(jīng)擴大培養(yǎng)后提取基因組后擴增，擴增所用引物序列如下SgF (AGAGTTTGATCATGGCTCAG)，SgR(TAGGGTTACCTTGTTACGACTT)，16S rDNA PCR產(chǎn)物用 96 孔millpore 純化系統(tǒng)純化后準(zhǔn)確定量，經(jīng)AB13730xl全自動序列分析儀測序,測序結(jié)果使用Seq uence scanner> Seqman等序列分析軟件，將兩向測序結(jié)果去掉首尾不可信序列后拼接，余下的約1350bp (雙向測序)即用于同源性分析。所得16S rDNA序列在Eztaxon server2.1數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行比對,確定菌株大致的分類地位。所有單菌16S序列全部導(dǎo)入seqman,輸出singlefile (fasta)后，經(jīng)Mega5. 0軟件clusterW多重比對，輸出meg文 件重新導(dǎo)入構(gòu)建Neighbor-Joining tree。其中，phylogeny test method為bootstrap參數(shù)設(shè)置為1000。16s rDNA鑒定結(jié)果顯不LCT-EC52 與 Escherichia coliKCTC2441 (T)的相似性為 99. 826%。4.耐藥性檢測配制菌懸液后稀釋涂布，粘貼藥敏片，選擇的抗生素為青霉素G、氨芐青霉素、頭孢本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種空間環(huán)境下的大腸桿菌LCT?EC52，其保藏號為：CGMCC6518。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉長庭，李天志，方向群，王俊峰，郭英華，常德，蘇龍翔，王雅娟，陳振鴻，劉巖，
申請(專利權(quán))人：中國人民解放軍總醫(yī)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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