楊秦
(邵陽醫(yī)學高等??茖W校 湖南邵陽 422000)
MshB基因突變對維羅納氣單胞菌菌毛動力的影響
楊秦
(邵陽醫(yī)學高等專科學校 湖南邵陽 422000)
目的:通過探索野生型(菌毛表達)和MSHB基因突變型(菌毛不表達)維羅納氣單胞菌動力方面的差別,證明菌毛在細菌運動方面的重要功能。方法:首先培養(yǎng)細菌長至對數(shù)生長期,讓后進行半固體培養(yǎng)基穿刺與平板挖溝培養(yǎng)實驗,最后對陽性率進行T分析。結果:兩者之間具有顯著差別(P<0.05)。結論: 菌毛對維羅納菌的動力具有重要作用。
維羅納氣單胞菌 MSHB 動力
維羅納氣單胞菌是人畜共患病菌種。它和弧菌親緣關系較近,曾近一度認為是弧菌科家族。脂多糖、菌毛、S-layer、細胞毒素、蛋白酶等[1-2]等都是細菌常見的致病因子。本次工作的目的是通過MSHB基因野生型(有菌毛)和突變型(無菌毛)菌毛形成能力的差別,研究菌毛對于細菌動力能力的影響,為了解維羅納氣單胞菌的致病能力和藥物開發(fā)做基礎性研究。
1.1 細菌種類
野生型(MSHB+)和MSHB基因突變型(MSHB-)維羅納氣單胞菌均復蘇自-80℃。菌株均來自之前實驗成果。MSHB基因為菌毛蛋白基因。之前實驗已經(jīng)證明突變型的菌毛蛋白不表達,故而野生型有菌毛而突變型無菌毛[3]。
1.2 細菌培養(yǎng)基和生長條件
BHIB(Brain Heart Infusion Broth)培養(yǎng)基用作此次細菌的培養(yǎng)基。37℃培養(yǎng)過夜培養(yǎng)。待測試OD570=2.0左右(即對數(shù)生長期細菌),取出細菌用作后繼實驗。
1.3 半固體培養(yǎng)基穿刺培養(yǎng)實驗
傳統(tǒng)半固體培養(yǎng)基有配制半固體干粉培養(yǎng)基購自天津市津東天正精細化學試劑廠,并嚴格按照其說明書要求配制。裝入試管成3厘米高的半固體培養(yǎng)基,錫箔紙封口后高溫滅菌。取對數(shù)生長期細菌接種半固體培養(yǎng)基, 從中央穿刺試管瓊脂的3/4,37 ℃培養(yǎng),24~72 h 觀察結果。以細菌離開穿刺線生長, 擴散到培養(yǎng)基中使培養(yǎng)基變混濁為動力陽性, 細菌沿穿刺線生長,周圍培養(yǎng)基仍保持澄清為動力陰性。每種菌株重復50次。
1.4 平板挖溝培養(yǎng)實驗
鮮血瓊脂平板購買自上海撫生生物科技有限公司。以無菌手術刀在鮮血瓊脂平板中央挖去一條1cm寬的瓊脂條,形成一條小溝,放置一條4cm×0.5cm的無菌濾紙橫跨于兩邊培養(yǎng)基上,使之與小溝相垂直。在濾紙條的一頂端接種細菌的純培養(yǎng)物,置37℃溫箱中培養(yǎng),每天觀察生長情況,直至7天,如接種端的隔溝對邊亦生長同樣細菌,表示該菌有動力。每種菌株重復50次。
1.5 SPSS統(tǒng)計分析。
每種使用SPSS19.0進行相關統(tǒng)計分析。
圖1:A:半固體穿刺培養(yǎng)動力陽性。B半固體穿刺培養(yǎng)動力陰性。A試管中可見動力線渾濁,細菌向穿刺線周圍生長。證明其具有動力。B試管穿刺線清晰,細菌無動力。
表1:野生型和突變型維羅納氣單胞菌動力測試。半固體培養(yǎng)基穿刺實驗及平板挖溝培養(yǎng)實驗(共50支)均證明野生型(有菌毛)比突變型(無菌毛)維羅納氣單胞菌有更多的陽性率。野生型與突變型之間有顯著差別(P<0.05).菌毛在其運動中起到很重要的作用。
半固體培養(yǎng)基穿刺平板挖溝培養(yǎng)菌株 野生型(M s h B +) 突變型(M s h B -) 野生型(M s h B +) 突變型(M s h B -)總數(shù)(支) 5 0 5 0 5 0 5 0陽性(支) 4 9 4 0 5 0 3 7
細菌的動力具有重要的病理學意義。本次實驗通過菌毛蛋白不表達的MSHB基因突變型維羅納菌與菌毛蛋白表達的野生型之前的對比,發(fā)現(xiàn)菌毛在維羅納氣單胞菌的運動能力中起的重要的作用。盡管在大多數(shù)細菌依靠鞭毛進行動力,但細菌也依靠菌毛動力[4-5]。IV型菌毛是普遍的用作動力的結構[6-7]。本次實驗所用維羅納氣單胞菌的菌毛便是屬于IV型菌毛。IV型菌毛的動力功能一直沒有直接證據(jù),直到Hong S等[8]用tethering assay第一次直接證明IV型菌毛參與細菌的動力。IV型菌毛通過劃(Social Gliding Motility)和蹭動(twitching motility)移動,比如粘球菌用IV型菌毛進行劃行,假單胞菌和奈瑟菌依賴IV型菌毛進行蹭動[3,9]。IV型菌毛是很多致病病原體,比如霍亂弧菌、致病大腸桿菌[10-11]等和用來定植與黏附在上皮細胞上的的結構。相對于鞭毛的研究,菌毛的動力和生物膜方面研究相對較少。通過這次研究進一步證明菌毛在細菌動力方面的重要作用,為將來其生物膜形成及耐藥性方面的研究也奠定了初步基礎。
[1]Hall-Stoodley L, Costerton J W,Stoodley P. Bacterial biofilms:From the natural environment to infectious diseases. J Nature Reviews Microbiology, 2004, 2(2):95-108
[2]Dobrindt U. [Virulence factors of uropathogens]. J Urologe A,2010, 49(5):598-605
[3]楊秦,黃澤智. 維羅納氣單胞菌維管束狀纖毛mshB基因突變體的構 J 亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥,2008,(4)10:14-16.
[4]Pate J L. Gliding motility in Cytophaga. J Microbiol Sci,1985, 2(10):289-90, 93-5
[5]Strom M S,Lory S. Structure-function and biogenesis of the type IV pili. J Annu Rev Microbiol, 1993, 47:565-96.
[6]Wall D,Kaiser D. Type IV pili and cell motility. J Mol Microbiol,1999, 32(1):1-10
[7]Sun H, Zusman D R,Shi W Y. Type IV pilus of Myxococcus xanthus is a motility apparatus controlled by the frz chemosensory system. J Current Biology, 2000, 10(18):1143-46
[8]Mattick J S, Whitchurch C B,Alm R A. The molecular genetics of type-4 fimbriae in Pseudomonas aeruginosa--a review. J Gene, 1996, 179(1):147-55
[9]Chanyi R M,Koval S F. Role of type IV pili in predation by Bdellovibrio bacteriovorus. J PLoS One, 2014, 9(11):e113404
[10]Sharma D P, Stroeher U H, Thomas C J, et al. The toxincoregulated pilus (TCP) of Vibrio cholerae: molecular cloning of genes involved in pilus biosynthesis and evaluation of TCP as a protective antigen in the infant mouse model. J Microb Pathog,1989, 7(6):437-48.
[11]Barnett T C, Kirov S M, Strom M S, et al. Aeromonas spp. possess at least two distinct type IV pilus families. J Microb Pathog, 1997, 23(4):241-7.
Q2
A
1674-2060(2016)02-0019-02
1.2015年湖南省教育廳科研課題(15C1255) 2.2015年度湖南省大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目(653)
楊秦(1981—),男,講師,主要研究方向為生物化學與分子生物學。