2023年9月2日，浙江大學(xué)樂敏課題組在National Science Review（IF=20.600）上發(fā)表研究論文“Genome degradation promotes Salmonella pathoadaptation by remodeling fimbriae-mediated proinflammatory response”，該論文使用翌圣一步法快速克隆試劑盒（Cat#10911）構(gòu)建菌毛基因缺失株，以禽宿主專性病原——雞白痢沙門菌為模型，探究基因組退化促進病原菌宿主適應(yīng)的機制，揭示了病原菌宿主適應(yīng)新機制。

目前關(guān)于基因組退化在影響病原菌致病行為方面的確切作用知之甚少，潛在的分子細節(jié)還有待研究。為了探究潛在的進化驅(qū)動因素，研究人員利用跨越一個多世紀的大規(guī)模全球禽類傳染病——限制性雞白痢沙門氏菌（bvSP）為模型，通過大量的基因組測序和大數(shù)據(jù)分析，證實了雞白痢沙門菌在我國內(nèi)普遍存在，特別是在華東地區(qū)影響較大。研究發(fā)現(xiàn)，我國雞白痢沙門菌耐藥情況十分嚴峻，雞白痢沙門菌分離株對多種抗菌藥表現(xiàn)出高度耐藥性，高達97.29%的分離株對喹諾酮類藥物高耐受。其中，抗微生物藥物的基因型ST92在中國雞群中越來越普遍。

本研究中，研究人員通過對全球458個bvSP基因組測序和大數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建了雞白痢沙門菌的系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果表明該菌株可分化為3個譜系，L1為祖先分支，L2和L3是逐步流行演化出的兩個分支，且最近出現(xiàn)的兩個譜系（L2/L3）的毒力增強。與中國一樣，世界范圍內(nèi)主要優(yōu)勢型基因也為ST92。值得注意的是，最近分離的菌株攜帶更多的耐藥基因和質(zhì)粒。

雞白痢沙門菌逐步增強毒性的進化（圖片來自原文）

研究人員通過雛雞與雞胚感染試驗和體外不利環(huán)境的模擬，發(fā)現(xiàn)雞白痢沙門菌在進化過程中毒力逐漸增強，但對外界環(huán)境的生存能力逐漸下降；通過泛基因組分析精確地指出該菌的進化伴隨著基因的缺失，即來自毒力譜系的菌毛退化。

集約化養(yǎng)殖和毒性克隆的出現(xiàn)（圖片來自原文）

為了進一步探究菌毛基因的缺失與菌株進化的關(guān)系，研究人員利用CRISPR/Cas9協(xié)同同源重組技術(shù)構(gòu)建了多個菌毛基因缺失株，通過親本與突變株的差異比較發(fā)現(xiàn)，菌毛功能的丟失限制了糞口途徑的水平傳播，但增強了雞白痢沙門菌的毒力。研究結(jié)果表明，bvSP通過菌毛功能的缺失減緩了宿主的促炎反應(yīng)以實現(xiàn)免疫逃逸，同時通過增強雞白痢沙門菌經(jīng)卵途徑的垂直傳播，在我國集約化養(yǎng)殖模式的助推下形成高毒力且高傳播力的克隆。證明了必不可少的毛狀附屬物是如何改變致病性的行為。強調(diào)了在農(nóng)業(yè)集約化過程中，宿主限制病原體的毒力和傳播是一種新的進化增強，為指導(dǎo)我國禽類流行病的控制和治療提供新的思路和科學(xué)依據(jù)。

（截圖來自原文）

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圖1.使用10911ES、10922ES和競品Q進行單片段連接，10911ES、10922ES陽性率100%

A.重組轉(zhuǎn)化平板圖；B.陽性克隆檢測電泳圖

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