牙周病原体牙龈卟啉单胞菌的重要基因鉴定

背景：牙龈卟啉单胞菌是一种与牙周疾病发生和进展相关的革兰氏阴性厌氧菌。用于操纵细菌基因组的遗传工具允许对代谢、生理学、物种间及宿主-病原体相互作用进行深入的机制研究。通过转座子诱变分析牙龈卟啉单胞菌的必需基因，这些蛋白编码序列对其生存至关重要，但之前由于现有转座子系统的限制未曾尝试。我们改进了马林纳转座子系统以用于牙龈卟啉单胞菌的诱变，并创建了插入突变体库。通过使用大规模平行测序技术分析插入位置，我们利用该突变体库定义了牙龈卟啉单胞菌在体外生存所需的必需基因。结果：在诱变实验中，我们在牙龈卟啉单胞菌ATCC 33277株中鉴定出463个假定为体外生存必需的基因。比较这463个牙龈卟啉单胞菌的必需基因与之前的必需基因研究，463个中有364个与其他物种的必需基因是同源的；339个与多个其他物种共享。25个基因是已知在牙龈卟啉单胞菌和弱噬菌体仅中必需的。在正交基因群'D'（细胞分裂）、'I'（脂质转运和代谢）和'J'（翻译/核糖体）中识别出必需基因显著富集。之前，牙龈卟啉单胞菌核心基因组被证明编码1476种蛋白质（总共有1909种）；463个必需基因中有434个包含在核心基因组内。因此，对于牙龈卟啉单胞菌而言，基因组中分别有22%、77%和23%被用于必需、核心和附加功能。结论：马林纳转座子系统可以被改造以创建适用于下一代测序技术分析的牙龈卟啉单胞菌突变体库。对体外生长必需基因的生物信息学分析表明，尽管大多数基因在整体细菌物种中是同源的，但特定物种和菌株的子集是显著的。理解牙龈卟啉单胞菌的假定必需基因将为代谢途径和生态适应以及临床治疗策略提供见解.