O157∶H7型大肠埃希菌CRISPR/Cas系统结构的生物信息学分析

作     者：王鹏飞 王颖芳 段广才 詹煜慧 陈帅印 郗园林 徐亚珂 WANG Pengfei;WANG Yingfang;DUAN Guangcai;ZHAN Yuhui;CHEN Shuaiyin;XI Yuanlin;XU Yake

作者机构：河南科技大学医院洛阳471023 河南科技大学医学院公共卫生教研室洛阳471023 郑州大学公共卫生学院流行病学教研室郑州450001 

出 版 物：《中国畜牧兽医》 (China Animal Husbandry & Veterinary Medicine)

年 卷 期：2020年第47卷第2期

页      面：363-371页

学科分类：090601[农学-基础兽医学] 09[农学] 0906[农学-兽医学] 

基　　金：国家科技部重大专项资助课题(2013ZX10004607、2018ZX10301407) 

主　　题：O157∶H7型大肠埃希菌 CRISPR cas 

摘      要：为了解O157∶H7型大肠埃希菌中成簇的规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)分布和结构特征及cas基因分布情况,本试验通过GenBank数据库和CRISPRdb database获得92株O157∶H7型大肠埃希菌全基因组序列、CRISPR位点位置、CRISPR的侧翼序列及cas基因簇的序列范围,利用多序列比对、启动子预测和RNA二级结构预测等方法分析细菌中CRISPR系统的特点。结果显示,O157∶H7型大肠埃希菌的基因组存在3个CRISPR位点(CRISPR1、CRISPR2和CRISPR3),每个CRISPR位点上的序列一致;CRISPR1和CRISPR2的重复序列可形成茎环状结构,环上的碱基易发生变化;CRISPR2中存在一段长451 bp的序列(命名为序列X),该序列X将CRISPR2分为2个部分CRISPR2a和CRISPR2b,其碱基A和T比例为74%,在91株O157∶H7型大肠埃希菌中均存在该序列,在该序列中可预测出至少有1个启动子和9个转录因子结合位点;侧翼序列中的疑似前导序列位于CRISPR2下游,序列长340 bp,其碱基A和T比例为69%,在92株O157∶H7型细菌中均存在该序列,其可预测出至少有1个启动子和3个转录因子结合位点;在20株O157∶H7型大肠埃希菌的全基因组序列中,有15株具有完整的cas基因簇,有5株缺乏cas 3基因。本试验结果表明,O157∶H7型大肠埃希菌的CRISPR系统结构稳定,序列具有较高保守性,cas基因簇也相对保守。CRISPR2的结构与其他类型大肠埃希菌有较大差别。本研究发现的序列X在O157∶H7型大肠埃希菌分布广泛且序列保守,可作为鉴定O157∶H7型大肠埃希菌的潜在分子靶标。