前噬菌体基因在猪链球菌不同菌株中的分布研究(2)
猪链球菌目前只有一株烈性噬菌体，国内外仅有一个研究小组分离获得一株猪链球菌的烈性噬菌体，命名为SMP，其裂解谱较窄，只能裂解少量的猪链球菌2型菌株[8]。猪链球菌携带有前噬菌体，但国内外相关报道较少，全基因组测序的仅有11 株前噬菌体包括phi5218、phiNJ2、phi7917、phi20c、phi30c、phi891591、phiS10、phiSS12、phiST1、phiSsUD.1、phiD12［9］。前噬菌体特征的DNA片段存在于细菌基因组中，可分为五个模块：溶原模块、复制模块、包装模块、形态模块和裂解模块，而每个模块也存在一些差异，有的模块是不完整的，有的是完整的。按照前噬菌体序列的是否完整与是否有前噬菌体功能，可以分成功能性前噬菌体(functional prophages)和前噬菌体样元件(prophages-related entities)两种。功能性前噬菌体是拥有完整功能的前噬菌体，该类前噬菌体拥有溶原和裂解两种生长方法。从噬菌体与细菌作用时间而言，功能性噬菌体是刚感染不久的，现阶段有关猪链球菌前噬菌体的研究大部分集中于此，但由于猪链球菌的噬菌体分离非常困难，只有5株猪链球菌的前噬菌体能从宿主菌中诱导出来，并且都未发现它们能够裂解猪链球菌。而对于前噬菌体样元件，是感染时间相对较长，噬菌体基因在细菌基因组总体中遵循完整到打散分布再到从基因组中被代谢掉的过程。这些前噬菌体样原件可能携带有耐药基因簇，不同种属的前噬菌体之间可能存在着基因进化关系。近几十年来研究表明，全球性爆发感染疾病与致病菌基因转移有密切关系，由于前噬菌体是最大的可转移因子，在这之中起了重要的作用[10-13]。可是目前对噬菌体的研究主要会集在革兰氏阴性菌如大肠杆菌，而对革兰氏阳性菌菌涉及很少，在海外有不少关于猪链球菌溶原性噬菌体的报道[9]，而在国内尚未见报道。水平基因转移是猪链球菌菌群进化过程的一个重要环节，前噬菌体可能将自身基因片段整合到猪链球菌2型基因组上，导致新血清型的出现。很多病原菌的毒素由前噬菌体编码［14］，如肉毒毒素、白喉毒素、霍乱毒素以及志贺毒素等。除了猪链球菌以外，其他种属的链球菌，如肺炎链球菌［15］、A群链球菌［16］、化脓链球菌［17］和马链球菌［18］，这些细菌的基因组中也含有前噬菌体，许多都与细菌毒力相关，然而猪链球菌的前噬菌体与毒力之间的关系目前还属于一种推测。因此对于猪链球菌溶原性噬菌体研究有利于对猪链球菌致病机理的探究、分子流行病学特征分析和制定有效的预防方案[19]。那么猪链球菌前噬菌体的插入会导致宿主毒力的增强或减弱呢？为了探究和解决这个疑问，开展了本次实验的研究。
本次实验通过生物信息学分析方法分析猪链球菌基因组，预测前噬菌体基因片段，然后进行比对和分类，寻找同源性高的片段，设计引物。再将实验室保存的菌株利用PCR技术进行检测，对已经知道毒力大小的菌株进行比对，得到猪链球菌前噬菌体的分布，试分析前噬菌体与宿主毒力之间的关系。这是本次实验的主要切入点和科学问题