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基于同源基因的病原菌鉴定和分型靶位点的功能基因组学研究 被引量:4
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作者 杜鹏程 张雯 +1 位作者 刘翟 陈晨 《中国科学:生命科学》 CSCD 北大核心 2011年第8期640-648,共9页
利用病原菌序列差异,对病原菌特定基因和位点进行检测,可以快速发现和鉴别病原菌的分类和特征,对传染病快速诊断和溯源具有基础性意义和重要价值.本文旨在覆盖中国重要传染病的103种病原菌,寻找各分类阶元中特有的同源基因,并从中挑选... 利用病原菌序列差异,对病原菌特定基因和位点进行检测,可以快速发现和鉴别病原菌的分类和特征,对传染病快速诊断和溯源具有基础性意义和重要价值.本文旨在覆盖中国重要传染病的103种病原菌,寻找各分类阶元中特有的同源基因,并从中挑选出适合用于病原菌鉴定、分型的候选基因.利用生物信息学和基因组学方法,对已有全基因组序列的275株病原菌的836415个基因进行比对分析,进一步明确菌株的门、纲、目、科、属各分类阶元中特有的同源基因集合;通过COG功能分类方法,对同源基因集合进行功能注释,并分析在不同分类阶元内的保守基因功能的变化规律.本研究寻找到适合鉴定和分型的不同分类阶元(门、纲、目、科、属)的同源基因集合共19563个(门2891个、纲1016个、目3601个、科10130个、属1925个).对同源基因功能的分析表明,适合对病原菌进行鉴定的基因在不同分类阶元中,表现的功能存在较大差异.革兰氏阳性和阴性病原菌在不同分类阶元中,同源基因表现出的功能也存在差异.该结果将为对在中国广泛存在的病原菌进行检测所涉及的探针、芯片设计提供理论依据,加快目标探针的筛选工作.同时,研究也是首次将世界范围内的全基因组数据和中国重大传染病涉及的病原菌紧密联系结合,为利用功能基因组学开展区域性、有针对性的病原检测和监测,提供候选基因和位点筛选的新方法.相关结果在细菌的元基因组学研究中也具有一定的应用价值. 展开更多
关键词 病原菌 革兰氏阳性/阴性 鉴定和分型 同源基因集合 直系同源序列聚类分组
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基于454高通量测序平台血液、呼吸道、消化道临床样本的快速检测 被引量:3
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作者 韩娜 强裕俊 +2 位作者 张婷婷 苗娇娇 张雯 《中国医药指南》 2016年第17期39-41,共3页
目的探讨454高通量测序平台应用于临床样本快速检测的可能性。方法应用454高通量测序平台测定血液、呼吸道和消化道临床样本中微生物菌群的16S r DNA基因的V3-V4高变异区段序列,采用BLAST方法与RDP数据库进行比对,基于比对结果,获得不... 目的探讨454高通量测序平台应用于临床样本快速检测的可能性。方法应用454高通量测序平台测定血液、呼吸道和消化道临床样本中微生物菌群的16S r DNA基因的V3-V4高变异区段序列,采用BLAST方法与RDP数据库进行比对,基于比对结果,获得不同种属的病原菌的所匹配的read数。结果 8份临床模拟样本中,7份检测出目标菌属,检出率为87.5%。在血液、肺泡灌洗液和咽拭子这类正常状态下的无菌体液,检测结果较为明确,检出的细菌较为集中,显示了检测结果的可靠性。而对本身含有较多种类细菌的粪便样本,其目标菌比例明显降低。结论实现了80 h内得到血液、呼吸道和消化道临床样本中含有病原菌情况的检测报告,并探讨了高通量测序技术在今后临床实际应用时进一步提高检测速度和灵敏度的方法。 展开更多
关键词 454高通量测序 临床样本 病原菌 检测
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卡介苗各亚株间Rv1985c和Rv1986基因缺失的研究 被引量:2
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作者 张雯 张媛媛 陈晨 《中国医药指南》 2013年第15期1-1,3,共2页
目的明确卡介苗群体内在Rv1985c和Rv1986两个位点上的遗传差异。方法基于结核分枝杆菌设计引物,针对21株卡介苗标准株和临床株进行Rv1985c和Rv1986两个位点的PCR鉴定,鉴定基因的缺失情况。结果 21株卡介苗中10株缺失Rv1985c基因,11株缺... 目的明确卡介苗群体内在Rv1985c和Rv1986两个位点上的遗传差异。方法基于结核分枝杆菌设计引物,针对21株卡介苗标准株和临床株进行Rv1985c和Rv1986两个位点的PCR鉴定,鉴定基因的缺失情况。结果 21株卡介苗中10株缺失Rv1985c基因,11株缺失Rv1986基因。结论卡介苗中部分菌株中两个基因位点的缺失,为今后的疫苗改造提供了备选位点,同时本研究中所建立的PCR方法也可以在临床上用于部分卡介苗菌株与结核分枝杆菌的快速鉴别。 展开更多
关键词 结核 卡介苗 缺失 Rv1985c Rv1986
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霍乱弧菌N16961超级整合子重复序列及基因盒分析
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作者 高艳 逄波 +2 位作者 杜鹏程 王海印 阚飙 《生物技术通讯》 CAS 2010年第6期767-770,共4页
目的:确定O1群El Tor型霍乱弧菌N16961超级整合子(SI)中霍乱弧菌重复序列(VCR)的序列特点,以及VCR和基因盒的数量及位置。方法:用局部序列比对软件BLAST将VCR参考序列与霍乱弧菌N16961的Ⅱ号染色体进行比对,用Artemis Comparison Tool... 目的:确定O1群El Tor型霍乱弧菌N16961超级整合子(SI)中霍乱弧菌重复序列(VCR)的序列特点,以及VCR和基因盒的数量及位置。方法:用局部序列比对软件BLAST将VCR参考序列与霍乱弧菌N16961的Ⅱ号染色体进行比对,用Artemis Comparison Tool查看比对结果获得比对区域的位置信息,并采用perl语言脚本获得霍乱弧菌N16961的Ⅱ号染色体VCR相应区域的序列;用全局比对软件Clustal W将上一步获得的所有VCR序列进行多序列比对,采用perl语言脚本处理比对结果获得一致性序列;用MEGA4.0软件查看多序列比对结果,并采用perl语言脚本计算各位置变异频率,据此分析霍乱弧菌N16961的Ⅱ号染色体上VCR和基因盒的特点。结果:在N16961的超级整合子中有158个VCR,其核苷酸长度为117~124 bp;其一致性序列有126个核苷酸,其中37个为保守核苷酸位点,89个为可变核苷酸位点;139个VCR与相邻的VCR之间至少有1个基因,19个VCR相互之间没有任何基因;N16961的SI中共存在146个基因盒,基因盒大小为390~5924 bp不等,每个基因盒中整合的基因数目为1~9个不等。结论:建立了SI中VCR和基因盒的分析流程,分析了SI中VCR的保守及变异位点,明确了霍乱弧菌N16961的SI中VCR和基因盒的信息,为霍乱弧菌和其他细菌中SI的研究提供了分析基础。 展开更多
关键词 霍乱弧菌 超级整合子 霍乱弧菌重复序列 基因盒
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肠杆菌科菌株基因组水平上的遗传差异(ANI)及其在菌种鉴定上的应用
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作者 张雯 杜鹏程 +3 位作者 王海印 于伟文 张媛媛 陈晨 《中国医药指南》 2013年第13期67-68,共2页
本研究探讨了高通量测序方法在肠杆菌科菌种鉴定中直接应用的可能性,第一次提出并验证了基因组平均遗传相似度(ANI)指标在肠杆菌科鉴定中的有效性,为该技术的进一步发展提供了数据积累。
关键词 肠杆菌 基因组 ANI 菌种鉴定
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四环素类耐药基因在不同国家人体、动物和环境微生态中的多样性 被引量:12
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作者 张婷婷 苗娇娇 +4 位作者 强裕俊 李秀文 彭贤慧 张雯 韩娜 《中国感染控制杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期797-802,共6页
目的了解四环素类耐药基因在不同国家人体、动物和环境微生态中的分布情况及其多样性。方法利用生物信息学方法,对2 036份不同来源的微生态样本宏基因组测序数据进行四环素耐药基因的鉴定,研究四环素耐药基因在不同来源、不同国别、不... 目的了解四环素类耐药基因在不同国家人体、动物和环境微生态中的分布情况及其多样性。方法利用生物信息学方法,对2 036份不同来源的微生态样本宏基因组测序数据进行四环素耐药基因的鉴定,研究四环素耐药基因在不同来源、不同国别、不同人体部位的分布及耐药机制。结果2 036份样本中,四环素耐药基因检出率为44.70%(910份),其中人源样本检出率最高,达78.99%(880/1 114),其次是动物样本,检出率40.98%(25/61)。共检出28种四环素耐药基因,248份样本至少检出10种以上四环素耐药基因,在人源性样本中28种基因全部检出,动物源样本中检出6种基因。28种四环素类耐药基因中,包括10种编码核糖体保护蛋白基因,其中5种(tetQ、tet32、tet W、tetO、tet M)在50%以上的人源样本中检出,4种在动物源样本中检出率>16%。338份人源样本具有国别(中国、丹麦、西班牙、美国和日本)信息,耐药基因分析显示,tetO、tetQ和tet W 3种耐药基因在5个国家均有检出;来源于中国的样本均检出tet32、tet40、tetO、tetQ和tet W5种耐药基因,并匹配上24种四环素耐药基因型。在人体不同部位微生态四环素类耐药基因分布中,肠道中的耐药基因型分布最丰富,共有26种四环素耐药基因匹配到肠道样本中,其中tetQ、tet W、tetO、tet32、tet40 5种耐药基因型检出率>70%。结论在人体、动物微生态中存在着大量的、多样的四环素类耐药基因,公众健康和生态环境受到巨大威胁,需要引起高度重视。 展开更多
关键词 宏基因组学 四环素 耐药性 四环素耐药基因 细菌
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基于16S rDNA数据库的细菌在线分类鉴定平台的构建 被引量:4
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作者 陈晨 彭珂 +4 位作者 王海印 杜鹏程 张雯 张媛媛 于伟文 《疾病监测》 CAS 2013年第3期236-240,共5页
目的利用且兼并简化现有16S rDNA基础数据库,建立可用于传染病预防控制及感染性疾病的临床诊疗的细菌快速分类的核糖体基因数据库,构建快速鉴定在线分析平台。方法收集整理已有的包括RDP、GenBank、SILVA、HOMD等国际公认、公开的16S r... 目的利用且兼并简化现有16S rDNA基础数据库,建立可用于传染病预防控制及感染性疾病的临床诊疗的细菌快速分类的核糖体基因数据库,构建快速鉴定在线分析平台。方法收集整理已有的包括RDP、GenBank、SILVA、HOMD等国际公认、公开的16S rDNA数据库,进行整理、筛选和去冗余,重新构建16S rDNA数据库。利用生物信息学构建自动化分析流程,并利用先进的web 2.0、JAVAEE等技术开发设计数据库系统及网站,构建了自动化的在线细菌分类鉴定平台。结果通过核酸序列比较,将已公布的1 450 265条16S rDNA序列简化为具有代表性的96 138条序列,并构建了序列数据库。结合序列比较、序列聚类等生物信息方法,建立了基于web的快速检索系统(http://ssu.bioinfo-icdc.org)。结论通过构建基于16S rDNA序列的细菌分类鉴定在线分析平台,具有快速、简单、明确的特征,能够对病原菌进行快速、准确的分类学鉴定,有效提高传染病预防控制和感染性疾病临床诊疗中的病原菌鉴定和疫情溯源的速度,为及时实施有效治疗和控制措施赢得时间。 展开更多
关键词 16S RDNA 病原菌分类鉴定 数据库 在线分析平台
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一种新的定量16S rRNA基因扩增子测序方法 被引量:4
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作者 韩娜 彭贤慧 +3 位作者 张婷婷 强裕俊 李秀文 张雯 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2548-2555,共8页
近年来,16S扩增子测序技术被广泛应用于肠道微生物菌群结构和多样性研究,同时也常被用于临床样本中未知病原菌的检测。然而其对样本中物种组成的分辨率只能到属水平的相对丰度,且实验过程中多种因素皆可对结果产生一定影响,如样本起始... 近年来,16S扩增子测序技术被广泛应用于肠道微生物菌群结构和多样性研究,同时也常被用于临床样本中未知病原菌的检测。然而其对样本中物种组成的分辨率只能到属水平的相对丰度,且实验过程中多种因素皆可对结果产生一定影响,如样本起始浓度、PCR循环数、扩增引物等。为解决以上问题,本研究采用随机标签和内参法相结合的方法,开发了一套定量16S扩增子测序方法,将常规的16S rRNA编码基因测序结果中的相对丰度转化为绝对定量的拷贝数,有效提高了肠道菌群结构检测的精准性,降低了实验操作对结果的影响,也提高了测序与其他分子生物学方法间的可比性,有利于未来技术的进一步研发和改进。 展开更多
关键词 16S RRNA 扩增子 定量 随机标签 内参
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微生物在线生物信息分析系统的开发及应用 被引量:3
9
作者 于伟文 杜鹏程 +3 位作者 陈超 陈晨 吴一雷 张雯 《疾病监测》 CAS 2012年第4期316-319,共4页
目的基于浏览器/服务器模式构建微生物在线生物信息分析系统,应用于传染病预防控制工作。方法将目前在传染病病原微生物研究和传染病分子诊断、溯源中常用的基于客户端/服务器模式的一些开源的或免费提供使用的分析软件,采用远程桌面、... 目的基于浏览器/服务器模式构建微生物在线生物信息分析系统,应用于传染病预防控制工作。方法将目前在传染病病原微生物研究和传染病分子诊断、溯源中常用的基于客户端/服务器模式的一些开源的或免费提供使用的分析软件,采用远程桌面、分布式处理等"云计算"技术方案,构建成不需要在本地安装,以浏览器/服务器模式直接通过浏览器以点鼠标的方式使用的微生物在线生物信息分析系统。结果构建了包含引物设计、序列比对和进化树构建、数据统计、图形展示四类共15种常用生物信息分析功能的微生物在线生物信息分析系统,实现了通过浏览器进行病原微生物序列数据在线分析及疫情溯源。结论通过构建基于浏览器/服务器模式的微生物在线生物信息分析系统,可为疾病预防控制工作者提供方便快捷的生物信息分析服务,加快病原微生物序列数据的深度挖掘和疫情溯源,提高应对突发疫情的反应速度。 展开更多
关键词 传染病预防控制 在线生物信息分析系统 浏览器/服务器
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病原菌特异基因数据库系统的开发及应用
10
作者 陈晨 杜鹏程 +6 位作者 吴一雷 王海印 张雯 闫鹏程 张媛媛 陈禹保 于伟文 《中国预防医学杂志》 CAS 2013年第5期396-400,共5页
利用前期研究获得的病原菌各分类水平特有同源基因,构建了病原菌特异基因数据库,采用四层架构模型和单向依赖结构构建了在线展示及查询系统,为科研工作者提供了病原菌特异基因基础数据。可通过简洁直观的方式进行查询和展示,为分型位点... 利用前期研究获得的病原菌各分类水平特有同源基因,构建了病原菌特异基因数据库,采用四层架构模型和单向依赖结构构建了在线展示及查询系统,为科研工作者提供了病原菌特异基因基础数据。可通过简洁直观的方式进行查询和展示,为分型位点筛选、检测芯片设计、核心基因组研究等工作提供相应位点选择依据,为病原菌相关研究工作提供了便捷工具,可加快相关病原菌检测和分型方法的建立。在目前新型病原菌不断出现、治疗愈加困难等越来越严峻的传染病预防控制形势下,具有重要应用价值和现实意义。 展开更多
关键词 病原菌 特异基因 数据库
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