基于iTRAQ定量蛋白质组学技术的鸭疫里默氏杆菌差异蛋白质组学研究

我国是世界上水禽养殖量最多的国家。随着养鸭业集约化程度的提高，鸭疫里默氏杆菌病已成为养鸭业危害最大和最难控制的疾病。铁元素是病原菌重要的生长因子，是病原菌毒力因子在宿主体内特异性表达的关键调控因子。本研究小组在前期研究工作中已通过一系列实验证明铁离子是鸭疫里默氏杆菌的重要生长因子，能调控该菌毒力因子在宿主体内的特异性表达。因此，本项目拟在体外营造限铁环境来模拟病原菌体内感染条件，采用自动化、高通量的iTRAQ鸟枪法蛋白质组学技术对限铁和丰富铁环境中鸭疫里默氏杆菌蛋白质组进行比较分析，以期建立与鸭疫里默氏杆菌致病作用相关的差异蛋白质组，并从中寻找潜在的药物靶标和疫苗靶分子，从而为鸭疫里默氏杆菌致病机制的研究提供新的思路和理论基础，具有十分重要的理论意义和潜在的应用前景

病原菌的致病作用是多种毒力因子参与下的病原菌-宿主相互作用的动态过程。由于环境条件的显著差异，病原菌在体内外所表达的蛋白质是明显不同的，这些差异表达的蛋白质与病原菌的致病作用密切相关。铁离子是生命有机体的一种必需元素，是致病性细菌不可或缺的生长因子，也是其毒力因子在宿主体内特异性表达的重要调控因子。本研究小组在前期的研究工作中发现铁离子是鸭疫里默氏杆菌重要的生长因子毒力调控因子，对鸭疫里默氏杆菌的致病作用起着至关重要的作用。.本项目首次在体外营造限铁环境来模拟病原菌体内感染条件，利用iTRAQ鸟枪法蛋白质组学技术对限铁和丰富铁环境中鸭疫里默氏杆菌蛋白质组进行比较分析，鉴定了1058个鸭疫里默氏杆菌蛋白质，通过生物信息学分析获得了不同实验对照组的差异表达蛋白质谱，并对差异蛋白质进行了GO功能分析、COG功能分类基因和KEGG通路分析，初步明确了差异蛋白质的功能。这些毒力相关因子将是重要的潜在药物靶标和疫苗靶分子。.在iTRAQ分析差异蛋白组的基础上，首次采用RNA-SEQ技术对限铁和丰富铁环境中鸭疫里默氏杆菌转录组进行比较分析，获得72个上调表达基因和49个下调表达基因，对差异表达基因进行GO和KEGG分析，初步解析了差异表达基因的功能，鉴定了与细菌入侵相关基因，从而为鸭疫里默氏杆菌药物靶标和疫苗靶分子的设计提供新的思路和理论基础。.铁载体受体蛋白在细菌铁离子摄取机制中起着至关重要的作用。在上述研究的基础上，选取SRP基因为基因功能研究对象，应用Real-time PCR和转录组技术，探讨了SRP基因在限铁和铁丰富环境中的表达差异。在对SRP基因生物信息学分析的基础上，进行了SRP基因的克隆、表达和蛋白纯化，对获得的SRP蛋白进行western-blot分析，验证SRP免疫原性及在限铁和铁丰富环境中的表达差异，利用同源重组技术构建SRP基因突变体，初步解释了SRP基因在鸭疫里默氏杆菌铁离子代谢及致病机制中的作用。.本项目首次在体外通过限铁环境模拟病原菌在体内的生景，采用iTRAQ 技术和RNA-SEQ技术对限铁和丰富铁环境中鸭疫里默氏杆菌蛋白质表达谱及转录组进行比较分析，获得了新的、潜在的药物靶标和疫苗靶分子，建立了解析候选基因功能的研究技术平台，从而为鸭疫里默氏杆菌药物靶标和疫苗靶分子的设计提供新的思路和理论基础，具有十分重要的理论意义和潜在的应用前景。