随着抗生素药物的发现及使用,越来越多的耐药菌株由此产生。而耐药菌株的发展则会增加疾病治疗的难度和成本,因此耐药微生物的研究则显得尤为重要。目前,通过对耐药基因的鉴定挖掘能够一定程度上帮助我们揭开耐药机制,为疾病的治疗、药物研发提供参考。ARDB是最先整合了各种微生物中抗药基因的数据库,但它从2009年开始就不再更新。而CARD(the Comprehensive Antibiotic Research Database)数据库包含了ARDB数据库中所有抗性信息,并搭建了一个基于志愿者贡献的数据共享平台,做到了实时更新保证了数据的有效性。目前,CARD数据库收集了超过1600个已知的抗生素抗性基因。
耐药基因预测
在CARD数据库网站,点击Analyze选项可进入耐药基因预测界面。耐药基因预测分析可通过选择BLAST和RGI(Resistance Gene Identifier)两种模式来实现。BLAST是依赖NCBI中BLAST软件,将序列与CARD参考序列进行比对,获得相关的注释信息; RGI是CARD数据库团队开发的基于蛋白预测抗性基因序列的软件,即通过蛋白同源和蛋白变异来预测抗性基因序列。目前,RGI仅能够分析蛋白序列,如果有基因组序列或组装后的contigs提交上来,那么首先需要使用软件Prodigal来预测开放阅读框,然后RGI分析预测得到的蛋白序列。
图1
RGI接受多种格式的数据信息,包括: GenBank accession ,GI 号,fasta格式的序列信息等,见图2。在进行耐药基因预测时,提供了三种算法,即Perfect, Strict, and Loose。RGI一般默认Perfect, Strict。RGI结果可通过Resistance wheel可视化,见图3。图中内环表示抗性分类,外环代表抗生素抗性基因,例如抗性基因orf0_267表现氨基糖苷类(aminoglycoside)抗生素抗性。
图2
图3
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