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前期我们讨论了幽门螺杆菌(Hp)耐药表型和基因型,可能大部分消化科或检验科同事并不完全了解幽门的基因组组成,近期DeepSeek大火,我试着让它写一个幽门基因组介绍。大家也看一下,个人觉得它的认知还比较浅易,。
我补充了两个内容,一是从《幽门螺杆菌感染的基础与临床(第三版)》摘取的一个表。另一个是从一篇英文论文中的一个图,这一表一图更有助于大家理解幽门基因组,但,显然,DeepSeek想不到找这一表一图。
AI得用,但不能依赖。
一、DeepSeek写的幽门螺杆菌基因组介绍
幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)是一种革兰氏阴性细菌,主要定植于人类胃黏膜,与胃炎、消化性溃疡、胃黏膜相关淋巴组织(MALT)淋巴瘤及胃癌等疾病密切相关。其基因组研究为理解其致病机制、适应宿主环境及进化提供了重要线索。
01
基因组特征:
1. 基因组大小与结构:幽门螺杆菌的基因组相对较小,通常在1.6至1.7兆碱基对(Mb)之间。基因组为环状染色体,部分菌株还含有质粒。
2. 基因数量:基因组包含约1,500至1,600个基因,编码蛋白质、RNA及其他功能分子。
3. GC含量:幽门螺杆菌的GC含量约为35-39%,低于许多其他细菌。
02
功能基因:
1. 毒力因子:
cag致病岛(cag PAI):与胃癌密切相关,编码IV型分泌系统,可将CagA蛋白注入宿主细胞,干扰细胞信号通路。
vacA基因:编码空泡毒素,导致宿主细胞空泡化,损伤胃黏膜。
ure基因簇:编码尿素酶,分解尿素产生氨,中和胃酸,帮助细菌在酸性环境中存活。
2. 适应与代谢:
鞭毛相关基因:编码鞭毛蛋白,帮助细菌在胃黏膜中移动。
外膜蛋白基因:参与宿主-病原体相互作用及免疫逃逸。
代谢相关基因:幽门螺杆菌代谢能力有限,依赖宿主提供营养,基因组中包含氨基酸、糖类等代谢相关基因。
3. 基因调控:
双组分调控系统:帮助细菌应对外界环境变化。
小RNA与调控蛋白:在基因表达调控中起重要作用。
03
基因组多样性:
幽门螺杆菌基因组具有高度多样性,不同菌株在毒力因子、代谢能力等方面存在显著差异。这种多样性与其在不同宿主中的适应及致病性差异密切相关。
04
进化与宿主适应:
1.共进化:
幽门螺杆菌与人类共同进化数万年,基因组多样性反映了其与不同人类群体的长期共进化关系。
2.基因组可塑性:

基因组中存在大量重复序列和插入序列,表明其基因组具有高度可塑性,有助于快速适应环境变化。
05
应用:
1.疾病诊断与治疗:
基因组研究有助于开发针对特定毒力因子的诊断工具和治疗方法。
2.疫苗开发:
通过基因组分析,可筛选出潜在疫苗候选抗原,推动疫苗研发。
3.进化研究:
基因组多样性研究为理解细菌与宿主的共进化关系提供了重要依据。
06
总结:
幽门螺杆菌基因组研究揭示了其致病机制、适应能力及进化历程,为疾病诊断、治疗及疫苗开发提供了理论基础。随着基因组学技术的进步,未来将更深入地理解其生物学特性及与宿主的相互作用。
二、幽门螺杆菌基因组列表
摘自:《幽门螺杆菌感染的基础与临床(第三版)》/胡伏莲,周殿元主编。–北京:中国科学技术出版社,2009.6。
三、幽门螺杆菌基因组图例
这里选取幽门螺杆菌菌株 B128 7.13 来图示一下幽门基因组组成。
Figure 1 Circular representation of the Helicobacter pylori B128 7.13 genome.
The B128 7.13 genome consists of one circular chromosome (1.67 Mbp) and one plasmid (6.149 kb). A, The chromosome is illustrated showing (from the outside to inside) the sizes in bp (circle 1); all open reading frames in grey (circle 2); the 1584 identified forward (red) and reverse (cyan) ORFs, respectively (circle 3 and 4); the tRNAs (blue) and rRNAs (green), respectively (circles 5 and 6); the plot of G + C content (circle 7) and the plot of the G + C skew (circle 8). The genome was found to have a G + C content of 38.8%. B, The plasmid has nine open reading frames homologous to the ORFs in the H pylori B8 plasmid. These include (clockwise) two ORFs with homology to the dinJ‐yafQ toxin‐antitoxin (TA) system (cyan), a cluster of conjugation mobilization proteins mobC (red), mobA (red), mobB (orange), and mobD (orange), a replication initiation protein A (repA) (cyan), and two uncharacterized ORFs (blue)
幽门螺杆菌菌株 B128 7.13 基因组的环形示意图。
B128 7.13 菌株基因组由一条环形染色体(167 万碱基对)和一个质粒(6149 碱基对)组成。
染色体图示如下(从外向内):
以碱基对为单位的大小(第 1 圈);
所有开放阅读框(灰色,第 2 圈);
分别为 1584 个已鉴定的正向(红色)和反向(青色)开放阅读框(第 3 圈和第 4 圈);
转运 RNA(蓝色,第 5 圈)和
核糖体 RNA(绿色,第 6 圈);
G + C 含量图(第 7 圈)以及
G + C 偏斜度图(第 8 圈)。
发现该基因组的 G + C 含量为 38.8%。
B. 该质粒有 9 个与幽门螺杆菌 B8 质粒中的开放阅读框同源的开放阅读框。这些包括(顺时针方向)两个与 dinJ – yafQ 毒素 – 抗毒素(TA)系统同源的开放阅读框(青色)、一组接合转移蛋白 mobC(红色)、mobA(红色)、mobB(橙色)和 mobD(橙色)、一个复制起始蛋白 A(repA,青色)以及两个未鉴定的开放阅读框(蓝色)。
摘自:Dawson EM, Dunne KA, Richardson EJ, et al. Complete genome sequence of Helicobacter pylori
B128 7.13 and a single‐step method for the generation of unmarked mutations. Helicobacter. 2019;24:e12587. https:///10.1111/hel.12587
四、简评
我们得学会使用AI,但不能依赖。