靠什么識別噬菌體?
既然噬菌體療法具有特異性殺菌、易生長、適合基因操作改造等特點,那么噬菌體的細菌宿主范圍如何準確預測?您創建的噬菌體基因組末端識別的生物信息學方法對于預測宿主范圍有何作用?
末端識別實際上是基于我們在研究噬菌體基因組測序時的偶然發現所建立的一項技術。我們剛開展噬菌體研究時,高通量測序技術還不是很普遍,高通量測序是一個很有利的武器,它可以研究所有物種的基因組完整信息,因為基因組是一個物種所有生理特性最基本的信息,研究基因組具有很重要的價值。
我們早期在研究噬菌體基因組時,通過高通量測序偶然發現了一些很特殊的現象,也是一些非常有趣的現象。在高通量測序的原始序列數據中,有些序列出現的頻率非常高,比其他的一些序列高很多,而且這些序列具有一些特點。我們猜測這個序列有可能代表著噬菌體基因組的末端。后來通過大量的實驗證明是這一猜想正確的,這樣就建立了一種確定噬菌體基因組末端的技術。這項技術很適用,不需要額外做實驗,只要把噬菌體基因組測完了,對測序結果中序列的頻率進行簡單的統計,就可以判斷噬菌體的末端在哪里。
在這項技術發現之前,很少人知道一個完整的噬菌體結構究竟從哪里開始,到哪里結束?因為噬菌體都是環狀基因組,表面上看從任何一個位置都可以開始也可以結束。采用這項技術就可以清楚地知道噬菌體基因組頭尾的起止位置。這項工作讓我們了解了噬菌體基因組的特點,知道它是一個什么樣的結構。這個發現對合成噬菌體以及對噬菌體基因組進行改造具有重要作用。
此外,我們還創建了溶原性噬菌體的生物信息學檢測技術。溶原性噬菌體是對于細菌是有利的噬菌體,也是在我們做應用中要排除的東西,雖然現在也有人將他改造成裂解性噬菌體用于細菌防控。溶原性噬菌體更容易獲得,它們在細菌的基因組上天然就存在不少。利用溶原性噬菌體檢測技術,我們檢測到很多以前不為人所知的噬菌體的存在,將現有溶原性噬菌體基因組的數量提高了100多倍,這對了解噬菌體有很重要的價值,而且具有潛在的應用價值。
雖然現在已經能夠通過軟件去分析在一個細菌的基因組中是否存在溶原性噬菌體,但是現有軟件預測手段沒有辦法確定該噬菌體是否能否成功誘導出來,也很難精確判斷該溶原性噬菌體基因組的起始位置和終止位置。我們的溶原性噬菌體檢測技術不僅可以確定細菌中是否存在可以誘導的功能性噬菌體,還可以準確地獲取該功能性溶原性噬菌體基因組的準確序列以及基因組的起始位置和終止位置,這是我們實驗室建立另一項原創性技術。


