嗜肺军团菌O抗原基因簇分子进化机制的研究

O抗原是细菌致病因子之一，具有生物界最丰富的多样性，是在DNA水平研究分子进化最好的材料之一。军团菌是引起军团病的病原菌,该属系兼性胞内寄生的革兰氏阴性杆菌,无荚膜，在普通培养基上不生长，在静止的水源或人工管道中或下水道生长、繁殖并感染人群，为条件致病菌。九成左右的军团病是由嗜肺军团菌引起的，迄今为止世界上只有一种嗜肺军团菌的O抗原基因簇被破译出来，嗜肺军团菌O抗原的遗传基础和分子进化方面的研究还是空白。本项目在申请人实验室大量前期工作基础上，将对所有嗜肺军团菌血清群的O抗原基因簇进行破译，利用生物信息学方法预测各个基因的功能，综合比较15种O抗原基因簇序列，系统分析O抗原的遗传基础的分子进化特征，阐明变形杆菌O抗原多样性的产生和扩散机制，从而弥补了世界上嗜肺军团菌O抗原分子进化方面研究的空白；还将鉴定这15种O抗原的特异分子标识，建立其分子分型和快速检测方法，为快速检测临床致病菌奠定基础

按照任务书规定全部完成。对15种嗜肺军团菌血清型的O抗原基因簇进行破译，利用生物信息学方法预测各个基因的功能并综合比较基因簇序列，系统分析O抗原的遗传基础的分子进化特征，阐明嗜肺军团菌O抗原多样性的产生和扩散机制，弥补世界上嗜肺军团菌O抗原分子进化方面研究的空白。鉴定15种嗜肺军团菌的特异分子标识并建立多重PCR检测方法。.全面研究嗜肺军团菌O抗原多样性的遗传基础， 阐明嗜肺军团菌O抗原多样性产生和扩散的机理，认识O抗原与嗜肺军团菌致病性的关系。构建嗜肺军团菌不同血清群特异分子标识库，建立具有国际领先水平和自主知识产权的嗜肺军团菌分群检测方法。主要成果如下： .（1）完成15种嗜肺军团菌的O抗原基因簇序列的破译，覆盖率为10-20倍。.（2）以wzm和wzt基因绘制15种嗜肺军团菌的进化树。.（3）鉴定15种嗜肺军团菌O抗原的特异分子标识，建立多重PCR检测方法，灵敏度达10 CFU/ml。.（4）申请国内发明专利3项，授权5项。.（5）发表SCI 文章3篇。.（6）培养博士生1名，硕士生3名。.经研究发现，嗜肺军团菌LPS多糖合成基因簇内基因的缺失，能引起免疫反应方面的差异，因此该基因簇内的基因可能提供新型的治疗靶点。我们以生物信息学的手段对嗜肺军团菌LPS多糖合成基因簇分析，找到了可能与O抗原的罕见单糖legionaminic acid、4-epilegionaminic及其衍生物合成相关的蛋白，首次在嗜肺军团菌中构建legionaminic acid和4-epilegionaminic的合成途径，用于今后新型治疗靶点寻找。同时也奠定了嗜肺军团菌LPS多糖合成的分子基础。.本项目筛选出针对15种血清型嗜肺军团菌的特异DNA分子，应用现代的分子生物学方法（PCR和基因芯片技术）对不同血清型的嗜肺军团菌进行鉴定，不仅为建立细菌的分子生物学鉴定系统奠定了基础；同时，作为一种新的分子标识用于嗜肺军团菌血清型的鉴定和分型，可以大大加快检测速度，降低劳动强度，.对这些菌的快速鉴定将对公共卫生的决定和流行病学的监督等方面起到很大的作用。