如何寻找细菌的毒力因子?

我们之前的文章《如何挖掘微生物抗性基因?》已经有介绍过如何挖掘抗性基因,今天来介绍一下如何查找细菌的毒力因子。

毒力表示病原体致病能力的强弱,构成细菌毒力的物质称为毒力因子(virulent factor),主要有侵袭力和毒素。病原菌在机体内定殖、突破机体的防御屏障、内化作用、繁殖和扩散,这种能力称为侵袭力。细菌毒素按其来源、性质和作用等的不同,可分为外毒素和内毒素两大类。

在大多数情况下,外毒素一般简称毒素。病原菌之所有能感染宿主并且在宿主环境中繁殖,通常就是依靠一系列的毒力因子之间相互协调作用起作用。所以研究病原菌的毒力因子,对于了解病原菌和宿主之间的相互作用有非常重要的作用。

那么这里我们可以推荐大家使用“病原菌毒力因子数据库”——VFDB(http://www.mgc.ac.cn/VFs/main.htm),这个数据库是中国医学科学院研发的,目前已经得到了国际上广泛的认可。

VFDB数据库收录了30个属500多种独立因子,如下图,第一列是属名,第二列是该属中种的数量,第三列是其中独立因子的数量,第四列是相关基因的数量。

点进VFDB数据库,最上一栏是它的功能栏,分别是主页、搜索(查找毒力因子或者进行blast)、统计(数据库收录的信息)、反馈(由于研究毒力因子是一个不断扩宽的领域,所以如果大家有更新或更正的信息的话,可以与数据库的负责人联系进行更新)、链接(其他相关的网站,一个是SHIBASE,是研究Shigella的数据库;另一个是GENOMECOMP,用于做比较基因组的网站)和网站联系人方式。

数据库主页

左边一栏是该数据库收录的30个属的细菌,点进去会有该属的毒力因子非常详细的描述。

该数据库的核心内容就在最上栏的SEARCH功能,下面我们详细讲述一下,该界面分了三个板块,分成了搜索比对查找三个部分。

第一部分的搜索功能,必须选择一个范围进行检索。

General information:包括由病原体引起的特征和疾病,以及每个属的一般信息;

Virulence factors:包括每个VFs(毒力因子)的名称、全名、特征、结构、功能和机制;

Pathogenicity islands:包含每个PAIs(毒力岛)的名称、全名、位置特征、表型和备注信息;

Gene:指每个VFs相关基因的名称和产物描述(包括位于PAIs中的基因);

Comparative pathogenomics:引用与比较病原学数据集相关的所有VFs和相关基因的名称。

搜索的时候需要注意,搜索内容不区分大小写,如果需要搜索包含空格的复合信息,需要把搜索内容加上“”,比如搜索M protein,输入的时候应该写成“M protein”。

为了避免大量的随机匹配,搜索引擎会自动忽略长度小于3个字符的输入关键词。任何非单词的特殊字符,例如分号,都被搜索引擎视为无效,并将自动删除。

第二个部分就是比对功能,这里分为了两种,一种是常规的功能,和ncbi比对类似,有blastn、blastx等功能, 可以输入核酸序列或蛋白序列。

第二种是PSI(敏感度更高的蛋白序列与蛋白序列之间的比对)或PHI(可以在搜索的时候限定蛋白质的模式,只给出包含此模式的比对结果)的比对方式,这里输入的只能是蛋白序列。

第三部分查找功能,根据毒力因子的功能不同进行的分类。

Offensive virulence factors:进攻型毒力因子

Defensive virulence factors:防守型毒力因子

Nonspecific virulence factor:非特异性毒力因子

Regulation of virulence-associated genes:与独立相关的常规基因

点击Offensive virulence factors 分类下的Adherence,相关的毒力因子都会显示出来,第一列是毒力因子,第二列是来源,第三列是它的功能。

点击毒力因子Bap,界面就会跳到该毒力因子所属病原菌的详情页面。把参与病原菌的全部相关毒力因子都列了出来,分别介绍了相关基因、关键词、特点、示意图、功能和参考文献。

回到刚刚的界面,点击来源那一列的物种,A.baumannii,会展示该病原菌的常规信息、特点、致病性、基因组信息、参考文献、在该菌中的主要毒力因子(点击这些毒力因子,同样会跳转到介绍毒力因子的界面)和毒力相关基因在菌上的分布图。

毒力相关基因的环形图中,在圆形图中,每个ORF用一个小彩色条表示。不同颜色的彩条表示不同的COG的功能。外圆和内圈的位置分别代表了处于领先链和滞后链(leading and lagging strands)的基因。

需要注意的是,为了使每个ORF在图中可见和可点击,所以必须将它们与一定的边距分开,并放大一些“小”ORFs。因此,某些ORFs在地图上的位置,特别是在基因簇中的位置,可能会偏离它们在真实基因组中的精确位置。点击环形图中间的参考基因组,则可以连接到NCBI。

Tips:

自己操作比较麻烦?基迪奥微生物基因组测序服务已经全面提供VFDB数据预测以及结果分析,欢迎大家留言咨询~

  • 发表于:
  • 原文链接:http://kuaibao.qq.com/s/20171228B0QZX500?refer=cp_1026

同媒体快讯

相关快讯

扫码关注云+社区