基于牛津纳米孔测序技术解析哥伦比亚西南部居民幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)全基因组序列

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Microbiology Resource Announcements 0.7

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  为探究幽门螺杆菌(H. pylori)与胃黏膜病变关联,研究人员对哥伦比亚纳里尼奥州胃病变患者的菌株进行纳米孔测序。发现部分菌株含可移动质粒(MOBP 型松弛酶),其毒力基因或解释与胃癌的关联,为消化道疾病研究提供基因组学依据。

  
幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)是定植于全球超半数人口胃黏膜的病原体,可引发胃炎,虽多数感染者无症状,但 10%–15% 会发展为胃或十二指肠溃疡,1%–3% 可能罹患胃癌。本研究分析哥伦比亚纳里尼奥州胃癌高低风险地区居民的胃活检样本,通过组织病理诊断和培养,利用革兰氏染色及脲酶、氧化酶、过氧化氢酶试验鉴定幽门螺杆菌菌株。样本在含 10% 绵羊脱纤血、Dent 选择性添加剂和 1% Isovitalex 富集添加剂的哥伦比亚琼脂培养基中,于 37°C、10% CO?条件下培养 7–10 天,后在 - 80°C 保存。DNA 提取采用 UltraClean 血液 DNA 分离试剂盒,经 Qubit 3.0 荧光计定量。

使用牛津纳米孔技术的连接测序试剂盒(SQK-LSK109)和原生条形码扩展试剂盒(SQK-NBD104)制备 MinION 测序文库,无需 DNA 剪切或大小筛选,在 R9.4.1 流动池上测序 72 小时。通过 Guppy 6.5.7 将 fast5 读取转换为 fastq,经 cutadapt 4.9 修剪后,用 Flye 2.9.4 组装,再经 Pilon 1.24、Medaka 2.0.1 和 homopolish 0.4.1 抛光。借助 BUSCO 5.5.0 评估基因组完整性,checkM 1.2.2 检测质量,Flye 2.9.4 判断环形结构,Qualimap 2.2.2 分析覆盖深度,PGAP 进行基因预测和注释。组装基因组平均 GC 含量 38%,大小约 1.7 Mbp,含 1,593 个蛋白编码基因。

利用 MOB-Suite 3.1.0 在 CR12、CR41 和 CR71 菌株中检测到 4 个质粒,大小 4,260–9,178 bp,其中 3 个为可移动质粒,携带 MOBP 型松弛酶(AB508、AE952 及 CR71 新质粒)。基于 RealPhy 1.12 生成的 SNP 比对,通过 IQ-TREE 2.2.6 进行系统发育分析,结合 NCBI 的 184 个幽门螺杆菌基因组,鉴定出 4 个与 hspSWEuropeLatinAmerica、2 个与 hspAfrica1LatinAmerica、1 个与 hspSWEurope 及 1 个与 hspColombia 相关的基因组。原始 FASTQ 和组装基因组可在 NCBI 的 BioProject PRJNA1037030 获取。

本研究获美国国立卫生研究院(R01-NS110122)和瓦莱大学资助,感谢哥伦比亚帕斯托里维埃拉医疗中心 Sandra Cifuentes 博士及纳里尼奥大学公共卫生小组提供胃分离株。

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