?肺炎克雷伯菌(K.peneumoniae)屬于腸桿菌科(Enterobacteriaceae)克雷伯氏菌屬(Klebsiella)，為革蘭氏陰性桿菌。肺炎克雷伯菌對(duì)人致病性較強(qiáng)，能導(dǎo)致敗血癥、肺炎及尿路感染，嚴(yán)重時(shí)可能致人死亡，是重要的條件致病菌和醫(yī)源性病原體之一。本論文主要研究探討了一株肺炎鏈球菌（肺炎克雷伯菌）被神舟8號(hào)飛船送入太空398小時(shí)（2011年11月1日至2011年11月17日），對(duì)空間飛行過(guò)程中溫度條件采用了相似的地面培養(yǎng)菌株的條件進(jìn)行了仿真，航天任務(wù)結(jié)束后，通過(guò)使用表型、基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組技術(shù)來(lái)對(duì)比飛行的克雷伯菌和對(duì)面常規(guī)的克雷伯菌的相關(guān)性質(zhì)。
全自動(dòng)生長(zhǎng)曲線分析儀的應(yīng)用
芬蘭的Bioscreen全自動(dòng)生長(zhǎng)曲線分析儀測(cè)試了兩種肺炎克雷伯菌（LCT-KP289、LCT-KP214的）在培養(yǎng)基中的的生長(zhǎng)曲線圖，培養(yǎng)時(shí)間為25h，每隔60分鐘測(cè)試一次OD600值，培養(yǎng)過(guò)程中搖晃、生長(zhǎng)及OD值的測(cè)試全是自動(dòng)完成的，從而能夠長(zhǎng)時(shí)間準(zhǔn)確的測(cè)試出兩種不同類型的肺炎克雷伯菌的生長(zhǎng)情況，獲得相應(yīng)的生長(zhǎng)曲線圖。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)的對(duì)照菌株LCT-KP214相比，在太空飛行過(guò)的肺炎克雷伯菌菌株LCT-KP289對(duì)復(fù)方新諾明藥物具有較高的耐藥水平。在太空飛行過(guò)的菌株中鑒定發(fā)現(xiàn)了73個(gè)單核苷酸多態(tài)性和一個(gè)拷貝數(shù)變異。經(jīng)轉(zhuǎn)錄組分析，共上調(diào)232個(gè)，下調(diào)1879個(gè)，其中幾乎所有的基因都是用于新陳代謝的。而蛋白質(zhì)組學(xué)分析顯示有57個(gè)蛋白上調(diào)，125個(gè)蛋白下調(diào)。這些差異表達(dá)蛋白質(zhì)有多種功能，包括能量的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化，碳水化合物運(yùn)輸和代謝、翻譯，核糖體結(jié)構(gòu)和生物發(fā)生，翻譯后修飾，蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)和伴侶功能。這在一個(gè)系統(tǒng)在生物學(xué)水平上，VTFG基因有一個(gè)同義突變，導(dǎo)致顯著轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組水平的表達(dá)下調(diào)。
圖1、在太空飛行的肺炎克雷伯菌株LCT-KP289和其對(duì)照菌株LCT-KP214的生長(zhǎng)曲線示意圖。從圖中可以看出，兩種類型的菌株的生長(zhǎng)情況差別不大。
圖2在太空飛行培養(yǎng)過(guò)后的肺炎克雷伯菌株LCT-KP289全基因圖譜示意圖.
圖3、圖(A)表示的是肺炎克雷伯菌株菌株的相關(guān)成分分析。圖B和圖C表示的集群過(guò)程本體。圖D表示的是KEGG通路分析。在圖A、B、C、D中，注釋軸按功能項(xiàng)進(jìn)行分類。這些列表展示的是所有菌株中帶注釋基因的數(shù)量。
圖4、肺炎克雷伯菌株菌株LCT-KP289差異表達(dá)蛋白的COG功能分類示意圖。
圖5、圖a和圖b表示的是太空飛行的肺炎克雷伯菌株LCT-KP289差異表達(dá)蛋白的GO富集分析和KEGG通路富集分析，對(duì)照染色體為L(zhǎng)CT-KP214。紅色和藍(lán)色列分別表示LCT-KP289和LCT-KP214。注釋軸按功能分類示意圖。這些列表標(biāo)注了菌株中所有帶注釋的蛋白的數(shù)量。
總結(jié)
肺炎克雷伯菌（KPN）是一種革蘭陰性桿菌，主要引起呼吸道及尿道的感染，是引起醫(yī)院感染的重要條件致病菌之一。而在臨床實(shí)踐中，大量使用抗菌藥物，機(jī)體抵抗力下降或侵襲性醫(yī)療操作時(shí)，肺炎克雷伯菌可引起內(nèi)源性感染，廣譜β-內(nèi)酰胺酶（ESBLs）的多重耐藥菌株大量出現(xiàn)，使臨床的抗感染治療及醫(yī)院感染的預(yù)防與控制帶來(lái)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。為了深入探索耐藥性的肺炎克雷伯菌的相關(guān)性能，研究人員將一株肺炎克雷伯菌代入太空飛行398小時(shí)期間模擬地面培養(yǎng)環(huán)境培養(yǎng)，待太空飛行結(jié)束后，將在太空飛行過(guò)的肺炎克雷伯菌菌株LCT-KP289與常規(guī)的肺炎克雷伯菌菌株LCT-KP214進(jìn)行相關(guān)性質(zhì)對(duì)比，研究了兩種類型菌株的生長(zhǎng)情況，基因組序列的區(qū)別，轉(zhuǎn)錄組及蛋白組等方面的差別，其中對(duì)兩種菌株的生長(zhǎng)情況及相關(guān)耐藥性研究采用的芬蘭全自動(dòng)生長(zhǎng)曲線分析儀Bioscreen，應(yīng)用該全自動(dòng)生長(zhǎng)曲線分析儀測(cè)試了兩種類型的肺炎克雷伯菌培養(yǎng)基中的的生長(zhǎng)曲線圖。該全自動(dòng)生長(zhǎng)曲線分析儀Bioscreen能夠長(zhǎng)時(shí)間的同時(shí)平行測(cè)試這兩種類型的細(xì)菌菌株樣品的生長(zhǎng)曲線，并且所有的過(guò)程都是自動(dòng)化的，為研究人員提出了關(guān)于在太空飛行的肺炎克雷伯菌中的ytfG基因的突變可能影響航天飛行過(guò)程中肺炎鏈球菌果糖和甘露糖代謝過(guò)程，這也說(shuō)明全自動(dòng)生長(zhǎng)曲線分析儀在今后在航天微生物學(xué)領(lǐng)域存在非常好的應(yīng)用前景，為今后對(duì)抗或預(yù)防宇航員感染提供潛在的治療策略。
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