金黄色葡萄球菌Ⅲ-A型CRISPR-Cas系统导致基因组重塑的分子机制
发布时间：2022-07-11 12:19
金黄色葡萄球菌（简称金葡菌）是一种可以引发多种感染性疾病的致病菌,严重威胁着人类的生命健康。临床上过度使用抗生素来治疗金葡菌感染导致了耐药性金葡菌的流行。甲氧西林耐药性金葡菌（MRSA）是一类对β-内酰胺类抗生素具有耐药性的金葡菌,MRSA在全球范围内的广泛传播造成了严重的持续性感染。MRSA的甲氧西林耐药性来源于可移动遗传元件SCCmec上的抗性基因mecA,mecA编码低亲和力青霉素结合蛋白PBP2a。SCCmec元件可以通过水平转移在葡萄球菌中传播,从而导致耐药性的流行。CRISPR-Cas系统由CRISPR序列和CRISPR相关蛋白（Cas蛋白）组成,是细菌和古细菌特有的适应性免疫系统,它可以保护宿主不受外源核酸的入侵。根据Cas蛋白的组成和功能,CRISPR-Cas系统可分为五个类型和各种不同的亚型。目前关于CRISPR-Cas系统的研究主要集中于其发挥免疫功能的分子机制以及其在基因编辑领域的应用,有关CRISPR-Cas系统影响宿主基因组稳定性的研究还比较少见。相关研究发现,在来源于NCBI数据库的4500个spacer中,35%的spacer与微生物的基因组具有同源性,其...
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 金黄色葡萄球菌概述
1.1.1 金黄色葡萄球菌简介
1.1.2 金黄色葡萄球菌的致病过程
1.1.3 金黄色葡萄球菌成为临床治疗难题
1.2 甲氧西林耐药性金黄色葡萄球菌
1.2.1 耐药性金黄色葡萄球菌的出现
1.2.2 耐药性传播的途径
1.2.3 MRSA菌株的细胞壁组成变化及耐药机制
1.2.4 MRSA的流行病学分析
1.2.5 MRSA的临床治疗
1.3 CRISPR-Cas系统概述
1.3.1 CRISPR-Cas系统的发现
1.3.2 CRISPR-Cas系统的分型与特征
1.3.3 CRISPR-Cas系统的典型功能
1.3.4 CRISPR-Cas系统的非典型功能
1.3.5 CRISPR-Cas系统的开发与应用
1.4 金黄色葡萄球菌基因组稳定性
1.4.1 可移动遗传元件对基因组稳定性的影响
1.4.2 基因组重排对基因组稳定性影响
1.4.3 CRISPR-Cas系统与基因组稳定性
1.5 本课题的研究目标及研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验所用菌株和质粒
2.1.2 实验所用引物
2.1.3 实验所用试剂与耗材
2.2 实验方法
2.2.1 细菌的培养及相关操作
2.2.2 DNA相关操作
2.2.3 RNA相关操作
2.2.4 抗生素耐药性检测
2.2.5 统计学分析
第三章 实验结果与分析
3.1 实验临床菌株AH1的遗传背景
3.1.1 全基因组测序与菌株分型
3.1.2 CRISPR-Cas系统的组成与特征
3.1.3 SCCmec元件的组成与特征
3.2 菌株AH1中CRISPR-Cas系统的leader序列分析
3.2.1 菌株AH1中原始leader与CRISPR序列的转录分析
3.2.2 人工构建自我靶向攻击CRISPR质粒
3.2.3 leader长度对自我靶向攻击效果的影响
3.3 自我靶向CRISPR质粒的攻击效果检测
3.3.1 靶标DNA链的选择对攻击效果的影响
3.3.2 自我靶向spacer数量对攻击效果的影响
3.3.3 自我靶向spacer的相对位置对攻击效果的影响
3.3.4 自我靶向spacer的长短对攻击效果的影响
3.3.5 crRNA 5'tag对攻击效果的影响
3.4 自我靶向攻击对宿主基因组的影响
3.4.1 存活转化子的相关分析
3.4.2 基因组重排导致的序列丢失分析
3.4.3 CRISPR-Cas系统突变失活分析
第四章 讨论
参考文献
附录
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3658151
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
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摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 金黄色葡萄球菌概述
1.1.1 金黄色葡萄球菌简介
1.1.2 金黄色葡萄球菌的致病过程
1.1.3 金黄色葡萄球菌成为临床治疗难题
1.2 甲氧西林耐药性金黄色葡萄球菌
1.2.1 耐药性金黄色葡萄球菌的出现
1.2.2 耐药性传播的途径
1.2.3 MRSA菌株的细胞壁组成变化及耐药机制
1.2.4 MRSA的流行病学分析
1.2.5 MRSA的临床治疗
1.3 CRISPR-Cas系统概述
1.3.1 CRISPR-Cas系统的发现
1.3.2 CRISPR-Cas系统的分型与特征
1.3.3 CRISPR-Cas系统的典型功能
1.3.4 CRISPR-Cas系统的非典型功能
1.3.5 CRISPR-Cas系统的开发与应用
1.4 金黄色葡萄球菌基因组稳定性
1.4.1 可移动遗传元件对基因组稳定性的影响
1.4.2 基因组重排对基因组稳定性影响
1.4.3 CRISPR-Cas系统与基因组稳定性
1.5 本课题的研究目标及研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验所用菌株和质粒
2.1.2 实验所用引物
2.1.3 实验所用试剂与耗材
2.2 实验方法
2.2.1 细菌的培养及相关操作
2.2.2 DNA相关操作
2.2.3 RNA相关操作
2.2.4 抗生素耐药性检测
2.2.5 统计学分析
第三章 实验结果与分析
3.1 实验临床菌株AH1的遗传背景
3.1.1 全基因组测序与菌株分型
3.1.2 CRISPR-Cas系统的组成与特征
3.1.3 SCCmec元件的组成与特征
3.2 菌株AH1中CRISPR-Cas系统的leader序列分析
3.2.1 菌株AH1中原始leader与CRISPR序列的转录分析
3.2.2 人工构建自我靶向攻击CRISPR质粒
3.2.3 leader长度对自我靶向攻击效果的影响
3.3 自我靶向CRISPR质粒的攻击效果检测
3.3.1 靶标DNA链的选择对攻击效果的影响
3.3.2 自我靶向spacer数量对攻击效果的影响
3.3.3 自我靶向spacer的相对位置对攻击效果的影响
3.3.4 自我靶向spacer的长短对攻击效果的影响
3.3.5 crRNA 5'tag对攻击效果的影响
3.4 自我靶向攻击对宿主基因组的影响
3.4.1 存活转化子的相关分析
3.4.2 基因组重排导致的序列丢失分析
3.4.3 CRISPR-Cas系统突变失活分析
第四章 讨论
参考文献
附录
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
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