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HIV-1基因变异和分子进化及其相互关系
自1981年美国报告首例艾滋病(AIDS),HIV-I已在全球迅速传播和扩散.其主要原因是HIV-1的基因高度变异和多样性.全面并深入了解HIV-1基因变异和分子进化及其相互关系有关方面的新进展,将有助于我们更好理解基因变异和进化在HIV-1感染、传播和致病性的影响作用,并给我们正在进行的药物和疫苗研究提供新的思路.
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2013年宜春市甲型H1N1流感病毒分离鉴定及HA基因分子进化分析
目的 对2013年江西省宜春市甲型H1N1流感病毒HA基因序列及其编码的氨基酸序列进行分子进化分析,为防控甲型H1N1流感大流行和常规监测提供科学根据.方法 随机选择11株2013年宜春市疾病预防控制中心流感监测实验室分离到的甲型H1N1流感病毒毒株,提取病毒RNA,One-step RT-PCR扩增HA基因并双向测序.以世界卫生组织疫苗推荐株A/California/07/2009(H1N1)(GenBank:CY121680)和几株国内外近几年分离的流感甲型H1N1毒株的HA基因为参考序列,采用DNAStar7.0和Mega 5.0软件对HA基因及其编码的氨基酸序列进行比对,绘制分子进化树,进行HA变异分析.结果 2013年宜春市11株所测甲型H1N1流感病毒与疫苗推荐株亲缘性较近,进一步参考几株国内外近几年分离到的流感甲型H1N1毒株,HA没有发生较大变异;其HA基因序列二硫键、糖基化位点未发生变异;尽管有7株毒株同时在抗原决定簇区A区和受体结合位点130环或其附近发生单个位点氨基酸替换变异,但未形成流行病学变异新种.结论 目前的甲型H1N1流感疫苗仍对人群有保护作用,而抗原决定簇和受体结合位点的变异提示仍需要密切关注甲型H1N1流感的再次流行.
关键词： 甲型H1N1流感病毒 HA基因 序列分析 分子进化 -
广州市2001-2015年登革病毒2型E基因进化分析
目的 了解2001-2015年广州市登革病毒2型(DENV2)的流行情况;通过对分离DENV2 E基因的进化树和分子钟分析,掌握毒株的进化情况和趋势.方法 将登革热确诊病例的血清用荧光PCR进行检测,DENV阳性血清用C6/36细胞进行病毒分离,测定分离毒株的E基因序列,利用Mega 4.0软件构建进化树,采用BEASTvl.8.2绘制分子进化钟.结果 2001-2015年共分离到26株DENV2,从基因型上分类属于全球型和亚洲1型,并与东南亚地区分离到的毒株相似率较高;BEASTv1.8.2计算出广州市DENV2全球型在46年前和35年前进一步出现亚型的分化,广州市DENV2的平均变异率为每年每位点7.1×104.结论 广州市DENV2与东南亚地区的毒株有较高同源性和进化上的联系,广州市DENV的输入压力较大,存在重症登革热暴发的潜在风险.流行于广州市的全球型DENV2可能存在2个不同输入来源,广州市DENV2的变异率与周边地区基本持平.
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无菌性脑膜炎暴发中Echo30病毒的基因特征及分子进化分析
目的 了解引起无菌性脑膜炎暴发的Echo30病毒的基因特征,分析其遗传变异规律及进化来源.方法 对2003年济南章丘市无菌性脑膜炎暴发中分离到的Echo30病毒进行了VP1区全基因序列测定,与国内外报道的Echo30病毒VP1区序列进行同源性比较,并通过构建进化树分析其遗传进化规律.结果 济南章丘市Echo30分离株VP1区核苷酸同源性在98.9%～99.5%之间,与同年山东省泰安市Echo30分离株同源性高(98.5%～99.0%),与浙江、江苏两省的Echo30分离株同源性在98.2%～98.9%,而与1997年法国分离株(89.1%～89.7%)和2001年台湾省分离株(87.4%～87.6%)的同源性相差较大,与原型株Bastianni株同源性低,在82.4%～82.8%.进化树分析显示,中国大陆近几年无菌性脑膜炎Echo30分离株独处一支,呈单源性发生关系.结论 2003年,Echo30病毒在山东省部分地区发生了一定程度的传播,并导致了无菌性脑膜炎的局部流行,进化树分析表明,中国大陆Echo30分离株与国外早期的分离株相比,其抗原性不完全相同,已形成新的基因亚型.
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植物Ⅲ型聚酮合酶研究进展
聚酮化合物是一大类结构各异并具有不同生物活性的天然产物,具有重要的药用价值.植物Ⅲ型聚酮合酶(polyketide synthases,PKSs)是植物中聚酮化合物生物合成的关键酶,主要通过催化初始酰基底物和二碳酰基单元的乙酰基发生一系列的缩合反应合成聚酮化合物骨架结构.该文简要概述了植物Ⅲ型聚酮合酶的催化机制、功能改造、表达调控及其分子进化等方面的研究进展.
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TB-Chen株轮状病毒NSP5/NSP6及基因型的初步研究
TB-Chen病毒是一株分离自中国胃肠炎患儿的A组轮状病毒.研究结果表明,TB-Chen病毒的NSP5和NSP6由第10基因组节段编码,该节段全长816bp.NSP5含200个氨基酸,南第22～624位核甘酸(nt)编码,预测分子量为21.9 kD,等电点为7.86.NSP6含92个氨基酸,由第80～355位nt编码,预测分子量为11 kD,等电点为9.65.对编码NSP5和NSP6的ORF核苷酸序列的分子进化分析结果表明,A组RV的NSP5至少可分为7个不同的基因型(H1～H7型),TB-Chen株NSP5属于H2型;NSP6至少可分为8个基因型(h1～h8型),TB-Chen株NSP6属于h2型.这是首个对A组人RV的NSP6基因分型的研究结果的报道,并且我们建议NSP6的基因型以英文字母"h"代表,如TB-Chen株的NSP5/NSP6基因型为H2h2,69M株的NSP5/NSP6基因型为H7h7,Wa株与KU株的NSP5/NSP6基因型为H1h8.
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人类肠道病毒B组73、75和97型山东地方株的鉴定及其基因特征分析
本研究对3例急性弛缓性麻痹患者标本的阳性病毒分离物进行了分子生物学定型.按照文献报道的方法,用扩增人类肠道病毒(Human Enterovirus,HEV)VP1完整编码区通用引物008-013、011-012进行逆转录-聚合酶链反应,反应产物纯化后进行序列测定.所得序列通过BLAST程序进行基因定型,显示3株病毒分别为HEV B组中新型病毒HEV73、HEV75和HEV97.将获得的序列与GenBank数据库中已有的各型病毒株VP1基因序列进行同源性分析并构建系统发生树,结果显示与各自的原型株相比有较大的变异,提示本次发现的HEV B组73、75、97型山东地方株与各型原型株相比具有不同的基因特征,这是在国内首次发现HEV97.
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山东省急性出血性结膜炎病原学鉴定及其柯萨奇A24病毒基因特征分析
为明确2010年引起山东省青岛市、临沂市急性出血性结膜炎(Acute hemorrhagic conjunctivitis,AHC)流行的病原,采集26例患者的眼结膜拭子标本,分别采用实时荧光定量PCR(Real time-PCR)和细胞培养方法进行检测.Real time-PCR结果显示,17份标本柯萨奇病毒A组24型(Coxsackievirus A24,CVA24)阳性,阳性率为65.39％,肠道病毒70型(Enterovirus 70,EV70)和腺病毒均为阴性;使用Hep-2细胞共分离到10株病毒,通过VP1区基因扩增及核苷酸序列测定,10株病毒均鉴定为CVA24,同源性分析显示其核苷酸和氨基酸同源性分别为99.3％～100.0％和99.5％～100.0％,在系统进化树上聚集成一簇,本次分离的毒株与山东省急性弛缓性麻痹(AFP)病例中分离到的毒株序列差异较大,分别属于5个不同的进化分支.提示CVA24可能为引起两地AHC流行的病原,且属于同一传播链.
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人类肠道病毒74、80和87型山东地方株的鉴定及基因特征分析
随着基于VP1序列分析的分子定型方法的推广应用,许多新型人类肠道病毒(Human enterovirus,HEV)陆续被发现.本研究通过对1989～2010年山东省急性弛缓性麻痹(Acute flaccid paralysis,AFP)监测系统分离到的非脊髓灰质炎肠道病毒进行VP1完整编码区的序列扩增及分子定型,共发现1株EV74,3株EV80和1株EV87.同源性分析显示EV74、EV80和EV87山东分离株与原型株的核苷酸同源性分别为81.4％,76.4％～81.7％以及80.3％.系统发生学分析显示山东地方株与国内外其他分离株的亲缘关系均较远.这是在中国大陆地区首次发现EV74和EV87,其中EV87山东分离株为全球第2个鉴定出的分离株.这3种新型HEV在AFP监测系统中的分离率较低,提示尚未在我国导致大规模流行.
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2013～2014年我国4省急性呼吸道感染人腺病毒4型的基因特征分析
为了从分子水平上初步探讨我国流行HAdV-4的基因特征以及分子进化规律,为HAdV-4在我国的疫情监测与防控以及疫苗研发提供科学数据,本研究通过对2013～2014年间在陕西、云南、吉林和山东4省发热呼吸道症候群监测病例鼻咽拭子标本中分离得到的HAdV-4毒株,分别进行Penton base,Hexon和Fiber三个靶基因的序列测定,同时下载GenBank数据库中所有我国及全球流行HAdV-4病毒株的上述三基因序列进行比对,构建基因亲缘性关系树,并使用生物信息学分析软件进行基因特征和分子进化分析.结果显示:全球HAdV-4病毒株可划分两个进化分支(HAdV-4p和HAdV-4a),我国自2008年至今流行的HAdV-4病毒株属于HAdV-4a进化分支,与全球优势流行株一致;HAdV-4p和HAdV-4a进化分支病毒株的三个基因序列在时间和空间上均具保守性和稳定性,核苷酸和氨基酸突变主要与不同进化分支密切相关;HAdV-4基于三个基因的估算进化速率分别为3.73×10-5碱基替代/位点/年,1.86×10-5碱基替代/位点/年和4.09×10-5碱基替代/位点/年;基于Fiber基因估算的近共同祖先(The most recent common ancestor,tMRCA)结果显示,HAdV-4起源于1771年,其中HAdV-4p和HAdV-4a可分别追溯至1933年和1962年.为了进一步积累并完善上述HAdV病毒学监测数据,我国急需建立长期有效的HAdV监测体系.
关键词： 人腺病毒4型(HAdV-4) 急性呼吸道感染 基因特征 分子进化 -
四种常见蚊虫的COⅠ基因分子进化分析
为了解无锡4种常见蚊虫的COⅠ基因特征和蚊虫分子系统进化关系,对无锡淡色库蚊、白纹伊蚊、骚扰阿蚊和中华按蚊的COⅠ基因序列进行扩增、测序,在GenBank中对序列进行同源性比对,分析基因特征、颠换率、遗传距离,利用MEGA4.1构建分子系统树.结果显示,4种蚊虫的COⅠ基因序列扩增长度为699～717 bp,GC含量为30.62%～32.49%,种间颠换率为11.74%～15.49%,种间遗传距离为0.121～0.151;每种蚊虫为单系群的支持值都为100.COⅠ基因具有种属特异性,可以用于4种常见蚊虫的分类鉴别.
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太原市肠道病毒A71型基因特征分析
目的 研究太原市手足口病(Hand,Foot and Mouth Disease,HFMD)患者中,肠道病毒A71型(Enterovirus Type A71,EVA71)的分子进化特征.方法 采集太原市HFMD患者的咽拭子和粪便标本,采用荧光定量逆转录-聚合酶链反应(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction,RT-PCR)方法检测EV核酸.然后随机选取11株EVA71阳性标本进行衣壳蛋白(Capsid Protein) VP1编码区基因扩增、核苷酸序列测定和分析,与其他48株各基因型和基因亚型的EV71代表株构建基因亲缘性关系树.结果 太原市11株EVA71均属于C4基因亚型C4a进化分支,但11株EVA71在VP1编码区核苷酸和氨基酸的同源性分别为95.7％ ～ 100.0％和99.0％ ～ 100.0％.在亲缘进化树中显示,这些EVA71处在不同的簇中,表现为11株EVA71至少属于3条病毒传播链.结论 太原市流行的EVA71属于C4基因亚型C4a进化分支,并且存在多个传播链.与中国其他地区流行的EVA71在基因亲缘关系和流行时间关系上都很接近,说明太原市EVA71不是独立进化的,而是与中国其他地区流行的EVA71在共同进化.
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2008年人肠道病毒71型的多个传播链在甘肃省流行
目的 研究2008年中国甘肃省手足口病(Hand,Foot and Mouth Disease,HFMD)患者中,人肠道病毒71型(Human Enterovirus 71,HEV71)的分子进化特征.方法 采集甘肃省门诊就诊的HFMD患者粪便、疱疹液、咽拭子标本进行病毒分离,然后对阳性病毒分离物进行HEV71特异性逆转录-聚合酶链反应鉴定,随机选取20株HEV71阳性分离株进行VP1编码区基因扩增和核苷酸序列测定和分析,与其它38株各基因型和基因亚型的HEV71代表株构建基因亲缘性关系树.结果 20株甘肃省HEV71分离株,与1998年以来在中国(未包括香港、澳门特别行政区和台湾地区,下同)分离的HEV1在核苷酸和氨基酸水平上的同源性都较高,尤其与2008年中国流行的HEV71同源性高,与C4亚型代表株聚为一支.属于C4基因亚型C4b进化分支.但20株HEV71之间在VP1区核苷酸和氨基酸水平上有一定差异.同源性分别为92.5%～100.0%和96.9%～100.0%.在亲缘进化树中显示,这些HEV71分离株处在不同的簇中,表现为20株HEV71分离株至少属于7条病毒传播链.结论 2008年甘肃省流行的HEV71属于C4基因亚型C4b进化分支,并且存在多个传播链.它们与2008年中国其它省流行的HEV71在基因亲缘关系和流行时间关系上都很接近,说明甘肃省HEV71不是独立进化的,而是与中国流行的HEV71在共同进化.
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淮安地区流感病毒流行特征及分子进化研究
目的 了解淮安地区流感病毒流行及变异特点. 方法 选择一个流感监测年度(2014-2015年)分离的流感病毒,进行HA1基因的扩增、测序,采用PHYLIP 3.6软件及popart1.7软件构建系统进化树及Network进化网络图,利用DnaSP5.1软件进行病毒多态性分析,利用MEGA 6.0软件进行氨基酸推导及相关特征分析. 结果 2014-2015年淮安地区流行的流感病毒核苷酸同源性及多样度分别为98.2％～99.9％和0.009(新甲型H1N1),97.3％～99.9％和0.010(H3N2),98.7％～99.8％和0.009(B型Yamagata系),其中B型流感Yamgata系为淮安地区优势株.新甲型H1N1流感病毒淮安株在进化树上形成一个独立的进化亚枝,由A/Beijing-Xingcheng-Nan-Pian/SWL11619分化形成;H3N2流感病毒淮安株形成3个进化亚枝,由A/HK/7409/2014辐射进化形成;B型Yamgata系流感病毒淮安株形成2个进化亚枝,由B/Zhejiang-Liandou/11000/2014或B/Jiangsu-Hailing/11443/2014分化形成.与疫苗株相比,淮安地区各型流感病毒均发生的变异:K180Q、S220T(新甲型H1N1),N294K (H3N2),H137Q、N144K(B型Yamagata系). 结论 淮安地区一个流行年度有两次流感病毒流行高峰,与南方流行趋势一致.
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淮安市异性性传播途径感染HIV-1毒株的流行特征及分子进化研究
目的 了解淮安市经异性性传播途径感染HIV-1流行毒株的流行特征、亚型分布及进化特点. 方法 以淮安籍HIV-1感染者为对象,收集相关流行病学资料,用巢式(RT-) PCR方法扩增env基因片段,测序并进行分子进化分析. 结果 淮安市经异性性传播途径感染的HIV-1基因亚型有5种,分别是CRF01_AE(53.68％,73/136)、CRF07_BC(18.38％,25/136)、CRF08_BC(0.09％,12/136)、B(14.71％,20/136)和A1 (0.04％,6/136).env基因的核苷酸同源性分析显示,淮安市流行毒株与广东、湖南、安徽、江苏分离株的同源性高.分子进化及遗传距离分析提示淮安市流行的CRF01_AE重组株分为2簇(Clade A和Clade B).其中,CladeA的组内遗传距离在淮安市流行株HIV-1的各基因亚型中大.同时发现,淮安市流行的CRF01_AE重组株的进化速率为3.82×103(95％HPD 3.49～4.18×103)替换/位点/年,tMRCA为14.3年. 结论 淮安市经异性性传播途径感染的HIV-1毒株存在多样性,CRF01_AE重组株是淮安市HIV-1的主要流行株,于1999年8月传人.
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5种库蚊的COⅠ基因分子进化分析
目的 了解无锡市库蚊细胞色素氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因特征和蚊虫分子系统进化关系.方法 对无锡市淡色库蚊、三带喙库蚊、二带喙库蚊、小拟态库蚊和褐尾库蚊的CO Ⅰ基因进行扩增、测序,在GenBank中对所测序列进行同源性比对,分析基因特征、颠换率、分化年代,利用Mega 4.1软件构建分子系统树.结果 小拟态库蚊的COⅠ基因为首次测序；5种库蚊的COⅠ基因序列长度为692～717 bp,GC含量为29.91％～31.42％,颠换率为5.610％～8.555％,分化年代为2.44×106a～3.72×106a;每种蚊虫为单系群的支持值均≥98.结论 COⅠ基因具有种间特异性,可用于5种库蚊的分类鉴别.
关键词： 库蚊 细胞色素氧化酶亚基Ⅰ基因 分子进化 -
9种蚊虫细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ基因的 分子进化分析
目的 分析常见的9种蚊虫线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(mtDNA-COⅠ)基因序列特征,了解其分子系统进化关系.方法 2016年采用人饵帐诱捕法在济宁市北湖地区采集蚊虫,经实验室种类鉴定后,提取淡色库蚊、三带喙库蚊、二带喙库蚊、白纹伊蚊、刺扰伊蚊、中华按蚊、骚扰阿蚊、常型曼蚊和黄色轲蚊的DNA,PCR扩增mtDNA-COⅠ基因并测序.在GenBank中进行同源性比对,采用Bioedit 7.0软件及DNAman软件对测序结果进行比对分析,通过DNAStar、ClustalX 1.81和Mega 6.0软件分析序列特征、颠换率、分化年代并构建系统进化树,探讨系统发生关系.结果 9种蚊虫的mtDNA-COⅠ基因成功扩增并测序,获得长度均为528 bp的基因片段,(A+T)含量为65.72%~69.32%,有375个保守位点,153个变异位点,104个简约信息位点,49个单态位点.不同蚊种间的颠换率为3.409%~9.470%,分化年代为1.482×106a~4.117×106a.不同蚊种间序列同源性为84.28%~92.94%.系统进化关系显示,所有蚊虫的COⅠ基因分子鉴定与形态学鉴定一致,同属间聚集,不同蚊种为独立分支.结论 mtDNA-COⅠ基因可用于蚊虫属和种的区分,为蚊虫的分子鉴定提供科学依据.
关键词： 蚊虫 线粒体DNA 细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ 分子进化 -
广州4株登革1型病毒E基因的全序列测定和分子进化分析
目的 通过对广州市不同年份分离的4株登革1型病毒(DEN-1)蛋白E基因进行全序列测定及分子进化分析,了解各流行株之间的遗传差异及进化关系,追踪其可能的传染来源.方法 应用RT-PCR技术分别扩增各株病毒的蛋白E基因,克隆到pGEM-T Easy载体,转化DH5α宿主菌,经PCR和酶切鉴定后进行序列测定.测序结果与国内外流行株进行同源性比较和毒力位点分析,并绘制基因系统发生树.结果 4株DEN-1病毒E基因序列长度均为1485 bp,编码495个氨基酸,核苷酸序列同源性为91%～98%,推导的氨基酸序列同源性为96.0%～99.2%.广州1995年流行的DEN-1和2002、2004、2006年流行株的毒力位点氨基酸存在差异.结论 通过对登革1型病毒E基因的进化分析,GZ01/95、GZ01/02和GZ01/04这3株同属于基因型Ⅳ,而GZ17/06属于基因型Ⅰ.1995年广州地区流行的DEN-1可能来源于印度尼西亚,而2002和2004年的流行可能与澳大利亚流行株有关.2006年广州又出现的DEN-1可能与泰国2002年的流行株输入有关.
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杭州地区2009-2014年间人博卡病毒1型的全基因组序列测定及遗传进化分析
目的：调查杭州地区2009—2014年间人博卡病毒1型（ human bocavirus 1， HBoV1）全基因组序列的遗传变异和分子进化特征。方法采集2009—2014年间浙江大学医学院附属儿童医院急性呼吸道感染患儿咽拭子标本，采用实时荧光PCR检测HBoV1，终挑选15株病毒载量高的阳性样本进行全基因组扩增和测序。测序结果上传至GenBank，利用生物信息学软件分析序列。结果15株HBoV1病毒全基因组序列共检测到48个核苷酸突变，终导致11个氨基酸变化，其中5个位点处于磷脂酶（ PLA2）活性区。基于全基因组编码序列的进化分析表明HBoV1可以分为3个分支，本研究的15株病毒全部属于分支1，与瑞典代表株ST2属于同一簇。另外，进化树构建结果表明VP1／VP2基因可以替代全基因编码序列来构建HBoV1的进化树。 HBoV1全基因组序列的进化速率为每年3．03×10－4（95％HPD，2．14×10－4～3．92×10－4）突变点／位点，对于单个基因，NS1的进化速率慢，而NP1的进化速率快。 HBoV1四个基因的选择压力ω值都小于1，表明所有基因都处于纯化选择下，其中VP2的纯化选择压力强，而NP1的纯化选择压力弱。结论杭州地区2009—2014年间流行的HBoV1均属于ST2基因型，PLA2活性区变异率相对较高。全基因组序列虽然保守，但进化速率很快，其中NP1基因进化速率快。4个基因均处于纯化选择压力下，其中VP2基因的纯化选择压力强。
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大肠埃希菌和志贺菌mazEF基因搜索及蛋白分子进化分析
目的 对已完成基因组测序的10株大肠埃希菌、6株志贺氏菌和1株未定名肠杆菌进行MazE和MazF蛋白的分子进化分析.方法 用BioCyc提供的Pathway Tools(13.5版)搜索已完成基因组测序的10株大肠埃希菌、6株志贺菌和1株未定名肠杆菌毒素MazF编码基因mazF(别名chpA)和抗毒素MazE编码基因mazE(别名chpR),再用MEGA4.1软件中的Minimum Evolution法对MazE和MazF蛋白做分子进化分析.结果 共有12株搜索到毒素MazF(编码基因为mazF),11株搜索到抗毒素MazE(编码基因为mazE),另有5株没有搜索到MazEF编码基因.分子进化分析提示大肠埃希菌和志贺菌的mazE和mazF的保守性较好.结论 MazEF是在原核染色体发现的第一个毒素-抗毒素(TA)系统,但不是每株大肠埃希菌和志贺菌均存在这个系统,有可能存在其他TA系统.MazEF缺失株表现为对抗菌约物抵抗,又因MazEF介导细菌的细胞程序性死亡,mazEF有可能成为抗菌药物的新靶位.
