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单词 分枝杆菌质粒
释义

【分枝杆菌质粒】
 

拼译:mycobacterium plasmid
 

分枝杆菌的质粒 1.含有质粒的分枝杆菌。已被检测出带质粒的分枝杆菌有胞内分枝杆菌Mycobacterium intracellulare、鸟分枝杆菌Mycobacterium avium,或鸟胞内分枝杆菌Mycobacterium aviumintracellulare、瘰疬分枝杆菌Mycobacterium scrofulaceum、偶发分枝杆菌Mycobacterium fortuitum和耻垢分枝杆菌Mycobacterium smegmatis等。这些分枝杆菌质粒的分子大小很不一致,各分枝杆菌含的质粒数亦不相同,分子量一般在2~11.8MD。其中研究最多的是鸟胞内分枝杆菌,其质粒pLR7的特征已知,存在于所有毒力株。其次是偶发分枝杆菌,其质粒pLA5000的核苷酸序列已被测定。

2.分枝杆菌质粒的功能。(1)可作为流行病学调查的标志物:有些分枝杆菌带有较多的质粒,而且具有遗传稳定性菌株之间所含的质粒分子量即使相同,但其质粒图谱还是有区别的,例如鸟胞内瘰疬分枝杆菌的野生菌株与临床分离菌株的质粒就是如此。1986年Meissner的研究发现,自然界烟尘中分离出的MAIS株的质粒携带率与临床分离的MAIS菌株的质粒携带率非常相似,二者的质粒图谱亦甚相似,从而推断:感染人体的传播途径是通过自然界的烟尘。(2)质粒能调控细菌的限制修饰系统。Crawford通过对噬菌体裂解的研究,证实在鸟胞内分枝菌LR25菌株中存在着针对噬菌体的限制修饰系统。LR25含有11.2MD,18.3MD,107MD3个质粒,它们只能被JF2噬菌体裂解。如将LR25菌株接种于含吖啶橙的培基内,消除质粒,则得到LR103菌株,失去了质粒的LR103菌株除能被噬菌体裂解外,也对AN9、D302、VA6、JF和JF2等多种噬菌体敏感,亦即丧失了限制修饰系统。有人观察到在结核杆菌中也存在限制修饰系统。(3)质粒能编码汞还原酶。在瘰疬分枝杆菌W262菌株中,曾提取到分子量各为9.5×106、1.0×108、1.15×108、1.85×108四个质粒分子,它在含有100μgHgCl2的培养基上能生长,W262菌株经过在MG肉汤培基中几次传代培养后,成为对HgCl2敏感的W262c菌株,而W262c菌即不能在含有100μgHgCl2的培基中生长,这是由于W262c菌株失去了1.15×108这个pVT1的质粒分子。研究表明W262菌株可合成汞还原酶,将Hg2+还原成挥发性汞,而W262c菌株无pVT1这个1.15×108质粒,其细胞裂解物中检测不出汞还原酶的活性,说明pVT1质粒能编码细菌的重金属汞还原酶。

结核杆菌有无质粒 最早Alberghina等曾提出结核杆菌可能携带质粒的证据,是从有关耐抗菌素现象而推断的。Crawford则谓结核杆菌H37RV的毒力决定因子可能与细菌带有质粒相关连。Franzblau等亦提出,质粒可能与结核杆菌对某些抗菌素的耐药性有关。但以上3位作者都未提取出质粒,更无从探究其特性。

结核杆菌的耐药性是临床上很棘手的问题,由于临床上很多的因素,如结核病患者未规则服药,未履行全面监督或全程管理等,致使结核菌产生耐药性(耐1、2种或多种抗结核菌药),从而使治疗归于失败,使其中很多病人成为慢性传染源或难治愈患者。但即使施行了全面监督或全程管理治疗,也还有5%以下的复发或失败,其中就有些是老大难的慢性传染源患者。如果能提取出结核杆菌的质粒,并明确证实它与耐药性有关,甚至明确耐哪一种或哪几种药物,则将会有重大意义。因为在其它一些细菌中例如耐药绿脓杆菌的质粒,已得确证。

1990年Zainuddin作了提取结核杆菌质粒的尝试,用直立的琼脂糖凝胶电泳对临床分离的197株结核杆菌耐药菌株进行了筛选,发现有些菌株除了染色体DNA区带清晰可见外,还可看到另一条泳动速度慢于染色体的荧光带。Zainuddin认为可能就是结核杆菌的染色体外基因成分。这些质粒基因的构型不同于普通大肠杆菌,大肠杆菌的质凿常以双链、超螺旋共价闭合环的形式存在。众所周知,提取质粒的方法都是建立在质粒构型不同于染色体构型的基础上,染色体在细胞裂解过程中断裂成线形片段,因此用AGE及紫外光等方法对于以其它方式存在质粒无效;在其它细菌中质粒的另一构型是线形,然而,Zainuddin所用的碱裂解法不可能分离到线形DNA。其次,在Zainuddin所配制的电泳胶板上所有大于标准15kb的DNA都应有基本相同的泳动率,但却未见到与23kb标准片段共同迁移的其它DNA片段。Zainuddin报道的染色体外DNA带可能有很多缺口,或不是共价连接;而是内粘连蛋白,或其它物质连接的环状分子。还需考虑的是结核杆菌质粒DNA以单链分子方式存在的比例,因氯化铯/溴乙锭很难和单链DNA分子结合,所以用AGE无法测出。

迄今国内外都还未能证实结核杆菌确有质粒,还需要设法从多方面修改过去所采用的方法来提取质粒,因为有一些非结核分枝杆菌早已发现有质粒,推断结核杆菌很可能也有质粒。但为何用提取非结核分枝杆菌质粒的方法不能提取到结核杆菌质粒,其原因除Zainuddin提到的以外,是否还在于:结核杆菌破壁难度较大。利用现有的破壁剂如环丝氨酸、甘氨酸和氨苄青霉素等都未获成功,可能要另觅破壁的物剂或途径,例如电穿孔或脉冲凝胶电泳等。关于结核杆菌有无质粒问题,虽然Zainuddin不能下结论,但可以肯定一点:在结核杆菌临床分离菌株中,有无质粒存在,仍缺乏可靠的证据。

从分子生物学水平上对质粒DNA进行研究,是当今前沿医学临床和基础的重点,必将阐明很多前所未知的症结,进入到更深奥的领域。在查到质粒DNA后,再从分子水平上探讨其特性,如耐药性(R-因子)等,则会为开辟消除耐药性提供广阔的途径和前景。

【参考文献】:

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9 Crawford J T, Bates J H. Amer Rev Respir Dis, 1986,134: 659-661

10 Frankblau G S, Takeda T, Nakamura M. Microbiol Immunol, 1986,30:903-907

11 Zainuddin ZF.Dale J W. Tubercle,1990,71:43-49

(武汉冶金医学高等专科学校张天民撰)

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