医学微生物学多媒体教学的几点体会

多媒体教学作为一种新型的教学手段有传统教学手段不可比拟的优越性,对提高医学微生物学课堂教学质量与教师备课效率起着积极作用。但在教学过程中,必须遵循教学规律,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,使多媒体更好地为教学服务。

细胞培养中细菌类微生物污染的快速检测

目的 检测细胞培养中细菌类(包括支原体)微生物的污染情况。方法 用细胞培养中常见的培养物人为污染HeLa细胞,设计细菌类微生物16SrRNA基因序列通用引物,PCR扩增16SrRNA基因序列片断,建立PCR检测培养细胞污染的方法,并用该方法检测本室保存的细胞株的污染情况。结果 人为污染绿脓杆菌、大肠杆菌、白色葡萄球菌和支原体M .fermentans的Hela细胞的培养上清中均扩增出大小的片段,与目的片段相符。本室所收藏的15个细胞株有3株的培养上清中扩增出大小的片段。结论 本实验建立了16SrRNA基因序列通用引物PCR法,可用于快速检测培养细胞中细菌类微生物的污染。

铜绿假单胞菌噬菌体PaP2生物学特性的研究

目的 确定铜绿假单胞菌噬菌体PaP2的形态与大小、裂菌特性、最佳感染复数、一步生长特性等基本的生物学特性。方法 电镜观察纯化噬菌体颗粒 ;制备PaP2噬斑 ,观察其特点 ;提取噬菌体感染的细菌基因组 ,用SmaⅠ酶切 ,通过脉冲场电泳观察酶切产物的带型特点 ;测定不同感染复数 ,培养 3 5h后细菌 噬菌体液中的噬菌体滴度 ;加入宿主菌及噬菌体使MOI =10 ,进行一步生长实验 ,在 0时刻和每隔 15min测定噬菌体滴度。结果 噬菌体PaP2头部直径约为 5 2nm ,无囊膜 ,有一短尾 ;噬斑雾状半透明 ,直径约 1～ 2mm ;被噬菌体感染的宿主菌基因组的SmaⅠ酶切产物带型 ,比未感染宿主菌的多出了 1条大于噬菌体基因组的片段 ;当MOI =10时宿主菌产生的子代噬菌体滴度最高 ;绘制出了一步生长曲线。结论 PaP2属短尾噬菌体科 ,是溶原性噬菌体 ;最佳感染复数是 10 ;感染宿主菌的潜伏期是 75min ,裂解期是 90min ,平均裂解量是 3

铜绿假单胞菌噬菌体PaP1生物学特性的研究

目的 确定铜绿假单胞菌噬菌体PaP1的形态大小、核酸类型、裂菌特性、最佳感染复数和一步生长曲线等基本生物学特性。方法 对CsCl梯度离心纯化后的噬菌体PaP1颗粒进行电镜观察;提取PaP1基因组核酸,通过限制性内切酶图谱分析其核酸类型;制备PaP1的单个噬斑,观察噬斑特点;按照感染复数(MOI)分别为0 0 0 0 1、0 0 0 1、0 0 1、0 1、1和10加入噬菌体纯培养液和宿主菌,3 7℃160r/min培养3 5h后测定噬菌体滴度;加入噬菌体及宿主菌使MOI =10 ,3 7℃温育15min后进行一步生长实验,于0时刻和每隔10min取样5 0 μl测定上清中噬菌体滴度。结果 PaP1噬菌体头部呈多面体立体对称,直径约70nm ,无囊膜,有一个约60nm长的尾;PaP1噬斑直径约2mm ,圆形透明;当MOI为0 0 1时PaP1感染其宿主菌产生的子代噬菌体滴度最高;根据一步生长实验结果绘制出了一步生长曲线。结论 PaP1属于肌尾科裂菌性噬菌体,其基因组为双链DNA分子;最佳感染复数为0 0 1,感染宿主菌的潜伏期是2 0min ,爆发期是40min ,平均爆发量约为65。

重组人可溶性补体受体1型SCR15-18片段表达纯化及生物活性鉴定

目的获得高表达、高纯度和高活性的可溶性补体受体1型SCR15-18(sCR1-SCR15-18)蛋白。方法重组原核表达载体pET32a-sCR1-SCR15-18在大肠杆菌BL21中经不同IPTG浓度、诱导时间和温度诱导表达,超声破菌,提取包含体,经Ni2+-NTA亲和层析后,选择不同氧化还原条件进行复性,进而检测其生物学活性。结果得到了有较高表达量、较高纯度和较好生物学活性的sCR1-SCR-15-18蛋白。结论优化了sCR1-SCR15-18蛋白的表达、纯化和复性的参数,所获结果为进一步动物体内保护实验研究奠定了基础。

生物信息学教学中学生创新能力培养探讨

生物信息学是一门新兴的交叉学科,其理论和方法不断更新,有助于培养学生的创新能力。结合生物信息学教学实践,从教学团队、教学内容、学生主体作用、实践教学、考核方式等方面,对学生创新能力的培养进行了探索。

通过生物信息学技术预测铜绿假单胞菌噬菌体内溶素的作用机制

目的对20种铜绿假单胞菌噬菌体基因组中可能的内溶素基因进行生物信息学分析,探讨其可能的作用机制。方法采用开放阅读框预测、同源检索、多重序列比对、蛋白质模型自动匹配等方法预测可能的内溶素及其内溶素相关基因。结果通过铜绿假单胞菌噬菌体基因组进行分析,新发现8种内溶素基因和2种穴蛋白基因,对新发现基因的类型做了相关推定。结论利用生物信息学手段分析已知序列,可以迅速、方便、有效地确定未知基因的功能及作用方式。

SigB(Q225P)突变促进金黄色葡萄球菌生物被膜形成

目的探讨金黄色葡萄球菌Sig B(Q225P)突变对其生物被膜形成能力的影响。方法比较临床分离金葡菌(XQ株)与实验室传代获得菌落颜色变白之XQW株的生物学特性,通过结晶紫染色法以及激光共聚焦检测菌株的生物被膜形成。进行XQ及XQW全基因组测序,比较相关基因,寻找突变位点。分别扩增sigB(Q225P)基因及其上游片段,经酶切后连接穿梭载体p BT2,构建同源重组质粒p BT2-sigB(Q225P),电转化至金葡菌RN4220,再将经RN4220修饰后的质粒电转入Newman。利用p BT2质粒对温度敏感的特点筛选Newman-sigB(Q225P)。利用同样的方法构建sigB敲除菌株Newman-△sigB,并构建回补菌株Newman-△sigB/sigB以及Newman-△sigB/sigB(Q225P)。比较这些菌株的生物被膜形成差异。结果 XQW株在液体培养基中呈絮状生长,结晶紫法以及激光共聚焦检测结果显示其生物被膜形成能力显著强于野生株,全基因组测序和比较发现XQW的sigB基因发生(Q225P)突变。构建的同源重组质粒p BT2-sigB(Q225P)及p BT2-△sigB转化金葡菌Newman后,经筛选,获得Newman-sigB(Q225P)及Newman-△sigB菌株;回补质粒p LI50-sigB及p LI50-sigB(Q225P)转化Newman-△sigB,筛选获得回补菌株Newman-△sigB/sigB及Newman-△sigB/sigB(Q225P)。经过结晶紫染色法及激光共聚焦测定生物被膜,发现Newman-sigB(Q225P)较野生株的生物被膜形成能力显著升高,与XQW的生物被膜形成能力强于XQ野生型的表型相一致;Newman-△sigB/sigB(Q225P)的生物被膜形成能力明显高于Newman-△sigB/sigB。结论 Sig B(Q225P)具有促进金葡菌生物被膜形成的能力。

宏基因组学:基本策略及在医学研究领域中的可能应用

宏基因组学(metagenomics)的提出是分子生物学领域的一个重要进展。在自然生境中有大量不可培养微生物的存在,无法通过培养法进行研究,而宏基因组学的策略则突破了这一束缚。宏基因组学是从生境中取得全部微生物的基因组,并进行系统研究的方法。该文介绍宏基因组学的基本情况,并着重探讨其在医学研究领域中的可能应用。

浆细胞发育基因表达谱的建立及部分基因表达的调控

目的 研究浆细胞发育过程中基因表达的改变及其调控。方法 应用基因芯片和RT PCR的方法研究成熟B淋巴细胞到浆细胞发育过程中基因表达的变化。结果 建立了浆细胞发育的基因表达谱 ,证实在浆细胞发育阶段一些重要的B细胞抗原受体 (BCR)信号转导相关分子 ,包括Igα、Igβ、Lyn、Syk、BLNK、SWAP 70、SHP 1的表达显著下降。转录因子BSAP可能同这些分子表达的调控相关。

宏基因组研究高脂饮食诱导小鼠的肥胖易感性与肠道菌群的关系

目的考察高脂饮食喂养后小鼠肠道菌群在组成及功能上与肥胖易感的相关性。方法采用高脂饲料喂养C57BL/6J小鼠构建高脂饮食诱导肥胖组(high-fat-diet-induced-obesity,HFDIO)和高脂饮食诱导肥胖抵抗组(high-fat-diet-induced-obesity-resistant,HFDIOR)模型,正常饲料组为对照组,搜集并提取3组小鼠粪便样本细菌基因组,DNA质检后挑取高质量样本(每组6个),采用Illumina公司的Hiseq2000进行细菌宏基因组测序及相关生物信息学与统计学分析。结果较之对照组,肥胖组和肥胖抵抗组小鼠肠道厚壁菌门、变形菌门、脱铁杆菌门含量显著升高,拟杆菌门显著下降(P<0.05)。肥胖组和肥胖抵抗组小鼠肠道的特征菌种组成显著不同,且毛螺菌科中的Lachnospiraceae bacterium 10_1与Lachnospiraceae bacterium 28_4分别为肥胖及肥胖抵抗组小鼠的关键菌种;肥胖与肥胖抵抗小鼠肠道菌群的功能及代谢显著差异则主要集中在碳水化合物代谢、核酸代谢与锚定、膜转运活性及转移酶活性等方面。结论不同个体对于饮食诱导的肥胖的易感性差别可能与肠道菌群组成及功能变化相关,这有助于正确评价肠道菌群在肥胖发生中的作用。

广州地区耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的分子分型及耐药性分析

目的了解广州地区耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)分子型别及其对临床常用抗生素的耐药情况,为防控MRSA感染提供依据。方法收集2010年10月至2011年4月广州地区两家教学医院临床分离的MRSA 142株,应用SCCmec、spa、多位点序列分型(multilocus sequence typing,MLST)、脉冲场凝胶电泳(pulsed-field gel electrophoresis,PFGE)等方法进行分子分型,检测这些菌株对苯唑西林、克林霉素等17种临床常用抗生素的药物敏感性,分析临床MRSA的耐药情况。结果 142株MRSA中121株为医院获得型金葡菌(HA-MRSA),20株为社区获得型金葡菌(CA-MRSA),1株未定型MRSA。这些MRSA可分为16种spa型,8种ST型及13种PFGE型。HA-MR-SA中的ST239-MRSA-Ⅲ-t030、ST239-MRSA-Ⅲ-t037和ST5-MRSA-Ⅱ-t002为主要流行克隆,也发现CA-MRSA中ST59-MR-SA-Ⅳ-t437克隆的流行,且这些流行克隆有特定的耐药谱。结论广州地区流行的金葡菌仍以HA-MRSA为主,同时也有一定量的CA-MRSA检出和传播,且CA-MRSA的多重药物敏感性已在下降。

一个承载分子的设计与肽抗生素hPAB-β的高效表达

目的 通过设计一个承载蛋白分子高效表达肽抗生素hPAB β ,为大量制备hPAB β奠定基础。 方法 根据肽抗生素的特性 ,确立 4条设计原则 ,并据此设计一 489bp的承载蛋白编码序列 ,用化学合成法获得该序列并将之克隆到pQE 3 2中构建成表达载体 ,进一步将肽抗生素hPAB β基因插入上述表达载体 ,肽抗生素基因位于承载蛋白编码序列 3’ 端 ,两者构成融合基因。将含融合基因的表达载体转化大肠杆菌JM10 9,筛选阳性重组子 ,并用阳性重组子表达融合蛋白。结果 设计的承载蛋白为 163个氨基酸 ,分子量 17668.80 ,等电点 5 .62 1。用承载分子与肽抗生素hPAB β构建的融合蛋白表达载体转化细菌后 ,筛选到 4个阳性重组子 ,均能高效表达肽抗生素融合蛋白 ,融合蛋白的产量占细菌总蛋白的 40 %～ 45 %。结论 设计的承载蛋白分子能够实现肽抗生素的高效表达。

乌鲁木齐地区金黄色葡萄球菌分离株的分子分型与耐药性分析

目的了解乌鲁木齐地区金黄色葡萄球菌临床分离株的分子特征及其对临床常用抗生素的耐药情况。方法收集2010年6月至2012年12月期间乌鲁木齐地区一所大型综合医院临床分离的86株金黄色葡萄球菌,在鉴定区分耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)和甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(methicillin-susceptible Staphylococcus aureus,MSSA)的基础上,应用SCCmec分型、spa分型、多位点序列分型(multilocus sequence typing,MLST)、脉冲场凝胶电泳分型(pulsed-field gel electrophoresis,PFGE)、agr分型等葡萄球菌分子分型方法进行分析,检测pvl毒力基因的携带率,检测菌株对苯唑西林、红霉素、四环素等13种临床常用抗生素的耐药性,分析菌株的耐药情况及耐药基因。结果 86株金葡菌中31株为MRSA,55株为MSSA。31株MRSA分为8种spa型和7种ST型,优势流行克隆为ST239-MRSA-Ⅲ-t030(71%,22/31)。55株MSSA分为23种spa型、16种ST型和8个PFGE聚类组,agrⅠ型占56.4%(31/55)。MSSA菌株的pvl毒力基因检出率为49.1%(27/55),MRSA为38.7%(12/31)。药敏结果显示31株MRSA均为多重耐药(multidrugresistant,MDR)菌株,55株MSSA中有31株为MDR菌株。结论乌鲁木齐地区流行的MRSA以ST239-MRSA-Ⅲ-t030为主,而MSSA表现出较高遗传多样性,发现有t11413,ST121等新的型别流行。

铜绿假单胞菌噬菌体PaP3基因组测序

目的 对新分离的铜绿假单胞菌dsDNA溶原性噬菌体PaP3进行基因组测序。方法 用CsCl梯度离心纯化噬菌体PaP3颗粒 ,提取噬菌体基因组DNA ,建立shot-gun随机文库 ,从文库中随机挑取克隆进行测序并完成序列组装 ,同时通过限制性内切酶图谱结合酶切片段的变性、复性实验分析基因组末端。结果 共进行了 778条序列的测定与拼接 ,测序量达到 1 3 5倍覆盖率 ,得到一条长为 4 42 4 9bp的重叠群 ,此重叠群错误率为 9 4 6ERR 1 0KB ,测序结果和酶切图谱分析表明该PaP3基因组是一 4 42 4 9bp长的线性平端dsDNA分子。其碱基组成为A =2 4 2 4 % ,G =2 6 1 8% ,T =2 3 6 3% ,C =2 5 94 % ;稀有碱基 =0 ;A +T =4 7 87% ,C +G=52 1 3%。结论 噬菌体PaP3基因组是由 4 42 4 9bp组成的线性平端双链DNA分子。测序完成为生物信息学分析和功能基因研究奠定了基础。

利用人工合成XcmⅠ接头盒构建T-载体

目的 采用人工法合成XcmⅠ接头盒 ,进而构建T 载体。方法 用人工方法合成含XcmⅠ酶切位点的寡核苷酸接头 ,将其插入pBluescriptSKⅡ (+ )质粒的EcoRⅤ位点 ,以XcmⅠ消化含接头的质粒即构建成T 载体。利用PCR反应扩增PEA全长结构基因 ,直接克隆入T 载体以验证所构建T 载体的可用性。结果 限制性酶切分析、DNA序列测定及PEA基因的克隆等均证实T 载体的构建成功。结论 所构建的T 载体可有效用于直接克隆PCR产物。