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完整的基因组序列铜绿假单胞菌PAO1,投机取巧的病原体

自然体积406年,页面959 - 964 (2000年)引用这篇文章

文摘

铜绿假单胞菌是一个无处不在的环境细菌是人类感染机会主义的三大原因之一。其作为病原体的突出的主要因素是其内在的抵抗抗生素和消毒剂。在这里,我们报告的完整序列铜绿假单胞菌应变PAO1。在630万个碱基对,这是最大的细菌基因组测序,序列提供了洞察的基础的多功能性和固有耐药性铜绿假单胞菌。符合其大的基因组大小和环境适应性,铜绿假单胞菌包含的最高比例监管基因观察细菌基因组和大量的基因参与分解代谢,运输和流出的有机化合物以及四个潜在的趋化性系统。我们建议的大小和复杂性铜绿假单胞菌基因组反映了一种进化适应允许它茁壮成长在不同的环境和抵御各种抗菌物质的影响。

主要

铜绿假单胞菌是一个多才多艺的革兰氏阴性细菌生长在土壤、湿地和沿海海洋栖息地,以及植物和动物组织1。形成生物膜等湿表面的岩石和土壤2,3。的出现铜绿假单胞菌作为主要机会主义的人类病原体在过去的世纪可能是由于细菌对抗生素的抵抗能力和消毒剂,消除其他环境细菌。铜绿假单胞菌现在在烧伤患者菌血症的一个重要来源,乳胶过敏患者尿路感染,和院内肺炎患者呼吸机吗4。这也是发病率和死亡率的主要原因在囊性纤维化患者中,肺部的气道上皮细胞异常允许长期殖民铜绿假单胞菌。这些感染是无法根除的,部分原因是自然抵抗细菌的抗生素,并最终导致肺衰竭和死亡。

在这里,我们报告的基因组的测序铜绿假单胞菌。见解的序列是感兴趣的,因为它提供了到这个细菌病原体的作用,因为它提供了新的基因组大小之间的关系,信息的遗传复杂性和生态多样性的细菌。630万碱基对(Mbp)铜绿假单胞菌基因组是明显大于25的大部分细菌基因组测序。事实上,与5570年预测开放阅读框(orf),遗传的复杂性铜绿假单胞菌简单的真核生物的方法酿酒酵母蛋白质,其基因组编码约62005。相比之下,铜绿假单胞菌只有30 - 40%的数量预测基因存在于简单的后生动物秀丽隐杆线虫和黑腹果蝇6。

测序和组装

完成6.3 mbp基因组的测序铜绿假单胞菌是通过一个简单的whole-genome-shotgun采样的实现。已经完全的最大的基因组测序的这种方法耐辐射球菌(2.6 Mbp)7。其它大型细菌基因组序列(枯草芽孢杆菌4.2 Mbp;集胞藻属3.6 Mbp;大肠杆菌4.6 Mbp;和结核分枝杆菌,4.4 Mbp)8,9,10,11都是最初由重叠套克隆测序,聚合酶链反应(PCR)产品和gel-purified限制片段。

一个主要的例外,组装基因组序列是在良好的协议与物理的地图铜绿假单胞菌基因组12,13。超过四分之一的例外是反演PAO1隔离我们的基因组测序,相对于之前PAO1-derived隔离dsm - 1707,映射在实验室的说话12,13(图1)。这两个隔离是无性生殖来自最初的PAO1应变铜绿假单胞菌,PAO1之间的任何差异在基因组结构和dsm - 1707必须出现在传播。这种反演似乎没有独特的测序隔离PAO1股票从其他实验室有相同的反演(h·施魏策尔,个人通信)。反演似乎起因于之间的同源重组核糖体rna和rrnB位点,面向相反的方向,由1.7 Mbp (图1)。比较分析消化PAO1和dsm - 1707旧金山我,Swa我和Pac我支持这种可能性。早些时候的观察倒置面向相对核糖体DNA位点之间的基因片段大肠杆菌和美国沙门氏菌感染导致这些可逆基因组重组的建议可能的适应意义14。

图1:圆形的代表铜绿假单胞菌基因组。
图1

最外层的圆表示染色体位置碱基对(每一秒是100 kb)。基因的分布是由彩色盒子根据功能类别和转录方向(外乐队正链;内心的乐队是负链)。红色箭头,核糖体RNA基因的转录的位置和方向;绿色箭头,反向区域之间的同源重组事件造成的核糖体rna和rrnB;蓝色箭头,两个区域的位置包含可能的噬菌体。黑色的中心情节是G + C含量比例绘制作为非重叠的平均1 kb窗口生成一个对整个链铜绿假单胞菌基因组。黄色的酒吧、地区≥3.0 kb和G + C含量两个标准差(< 58.8%)低于平均值(66.6%)(见补充信息)。线性映射的基因,颜色代码功能类别,可在http://www.pseudomonas.com。

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其他细菌的基因组和关系属性

基本特征。

对此进行了总结表1和图1。大多数预测子有G + C含量高(66.6%)基因组的特征作为一个整体,密码子使用类似于先前描述的铜绿假单胞菌基因。然而,10个区域的3.0个碱基(kb)或更大的展览显著降低G + C含量和不同寻常的密码子使用(图1),可能表明近期水平转移。此外,还有两个地区(PA616-PA648 PA715-PA728)包含可能的噬菌体。

表1基因功能
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比较分析。

来洞察这个基因组的大小的意义,我们集中的比较分析铜绿假单胞菌和大肠杆菌基因组。不仅是大肠杆菌所有细菌研究的热点地区,但它也的最近的亲戚铜绿假单胞菌全基因组测序的细菌:例如,当每个5570预测子铜绿假单胞菌与其他22个细菌基因组的汇集orf序列比对算法BLASTP吗44上面,将近一半的最好的一个比较严格的阈值(一个预期值为105)大肠杆菌,甚至没有其他生物占10%(见补充信息)。的相对突出大肠杆菌适度增加在更严格的阈值虽然嘈杂的弱模式“最好的支安打”过去遥远的细菌出现较低的阈值。尽管这个测试确认大肠杆菌是一个比较明智的伙伴吗铜绿假单胞菌,中位数氨基酸身份的对齐的区域内p . aeruginosa-E。杆菌orthologues仅为40%。

比较的铜绿假单胞菌和大肠杆菌基因组表明大的基因组铜绿假单胞菌是更大的遗传复杂性的结果而不是组织基因组的差异。ORF大小和分布inter-ORF间距都是几乎相同的两个基因组(见http://www.pseudomonas.com),和最近的进化程度的重复出现类似。最长的重复铜绿假单胞菌基因组是四个rDNA位点和一个复制的基因簇横跨几千碱基对(PA1899-PA1905;PA4210-PA4216)。的氨基酸序列保护,剩余的局部守恒的基因之间的秩序铜绿假单胞菌和大肠杆菌更明显比内部重复的基因组。在同一BLASTP阈值之间的比较铜绿假单胞菌子和其他细菌的基因组,我们寻找的5个或5个以上子是守恒的铜绿假单胞菌和大肠杆菌集群内,允许single-ORF插入或删除。33个不同的集群,其中包括256子;7这些集群涉及10个或更多的子。这个分析显示只有少数基因的集群复制大肠杆菌或者是铜绿假单胞菌基因组。因此,对当地的基因顺序,证据的共同祖先的铜绿假单胞菌和大肠杆菌基因组更丰富的比同等规模的最近的重复事件的痕迹在基因组。

增加的证据功能的多样性。

最近明显缺乏基因重复表明的大小铜绿假单胞菌基因组是由于更大的基因和功能的多样性。当我们分析了铜绿假单胞菌,大肠杆菌,枯草芽孢杆菌和结核分枝杆菌BLASTP比较基因组的所有预测子在每个有机体中,我们发现铜绿假单胞菌基因组有更明显的基因家族(paralogous组)比其他大型细菌基因组(见补充信息)。有近50% paralogous团体铜绿假单胞菌比预测的基础上,一个简单的比较基因组的大小。

如果更大的基因组铜绿假单胞菌最近兴起的基因重复,我们会想到它有同样数量的paralogous组的其他大型细菌基因组,在每组更多的开放。事实上,羊痘疮paralogous组PAO1类似于其他基因组。这些数据表明,选择环境多功能性基因功能通过支持发展众多小paralogous基因家族成员编码不同的功能。

注释的铜绿假单胞菌基因

预测基因的功能。

预测并进行单独与已知的基因(1)身份P。绿脓杆菌与序列存入基因库,(2)从其他细菌相似与良好的基因,或(3)存在已知的功能主题(表1;请参阅http://www.pseudomonas.com完整列表)。在每种情况下文献搜索,以确保同源基因编码的蛋白质的功能特点,以避免不支持功能作业的延续。此外,61名研究人员的成员铜绿假单胞菌研究社区或有经验的细菌生理被招募的特定方面假单胞菌社区项目注释(PseudoCAP)提供专业协助和确认信息识别子和分配功能。

我们可以分配一个功能类orf的54.2% (表2)。像其他细菌的基因组,大部分基因的基因组(orf)的45.8%由函数可以确定或提出的(信心四级;看到表1)。其中,近三分之一(769 orf)具有同源性的基因预测未知函数在其他细菌的基因组,和其余orf(32%)没有与任何报道序列同源性强。

表2预测基因的功能类
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372年开放,是已知的铜绿假单胞菌基因与显示功能(置信水平1)主要是基因编码脂多糖生物合成的酶,毒力因素,如分泌胞外酶和系统,和蛋白质参与运动性和附着力。orf的同源基因在其他生物演示功能(信心2级;1059 orf)包括所需DNA复制、蛋白质合成、细胞壁生物合成和中介新陈代谢。铜绿假单胞菌能够基本培养基上生长,我们预期,我们认为大多数的基因生物合成所需的氨基酸,核酸和代数余子式。

的开放框架提供了最新的信息铜绿假单胞菌生物学是那些可以被分配一个可能的功能相似性的基础上建立了序列图案,但不能指定一个明确的名称(信心三级;1590 orf)。这些基因编码的产品在三个功能类:假定的酶基因(405),转录监管机构(341个基因)或转运蛋白的小分子(408个基因)。在某些情况下基因组上下文提供额外的信息,使我们能够识别位点,似乎编码系统,如代谢途径和分泌系统,尽管这些系统无法识别的基板。这些和其他的特征铜绿假单胞菌基因,阐明其生物学在下面讨论。额外的细节是可用的补充信息和http://www.pseudomonas.com。

监管。

铜绿假单胞菌最高的比例预计监管基因测序的细菌基因组中观察到。使用相关分析5.2包含了家庭模式15和HMMER 2.1.1 (http://hmmer.wustl.edu/)显示了包含主题468个基因转录监管机构或环境传感器(见的特征补充信息)。这一分析,8.4%的预言铜绿假单胞菌基因参与调控,找到比例远远高于其他基因组测序。(人工注释基因组的521个基因(9.4%)提供了编码转录监管机构或双组分监管体系蛋白(表2)。因此我们采用的参数给有些保守的预测。)

类似的管理主题在22个基因组的计算分析表明,随着细菌基因组的大小增加,基因组致力于调控蛋白的比例增加(图2)。这一趋势最突出的出现在原养型的细菌可以在不同的环境中生存。例如,主题特征的监管中发现的蛋白质是5.8%的大肠杆菌基因和5.3%的枯草芽孢杆菌基因,但只有3.0%的基因结核分枝杆菌高度专业化的病原体,比较基因组的大小。幽门螺杆菌与小得多,另一个高度专业化的细菌性病原体基因组,拥有更少的监管潜在基因(1.1%)。当我们比较铜绿假单胞菌转录监管机构与其他细菌系统,最引人注目的代表在LysR, AraC ECF-σ和双组分调节器的家庭。有一个相当数量的假定的双组分监管体系蛋白质,与55传感器,89响应14 sensor-response监管机构和监管机构混合动力车,远远超过其他基因组分析中发现的。这种系统允许生物应对环境的变化,并经常与全球监管体系以及监管相关的毒性。

图2:基因的比例与监管图案与基因组的大小增加。
图2

每个传感器或监管家族从5.2包含了数据库模型提取15包含组合预测和分析数据库子下面列出每个22的基因组序列。对于每个基因组,并认同的总数小于10的概率4包含任何监管的主题是除以预计orf的基因组计算百分比监管基因。这些基因组分析尿道支原体(480预测orf),m .肺炎(677),r . prowazekii(834),b . burgdorferi(850),c . trachomatis(894),t .螺旋体(1031),c .肺炎(1052),答:aeolicus(1522),幽门螺旋杆菌26695 (1553),流感嗜血杆菌(1709),m . jannaschii(1715),p . abyssi(1765),t . maritima(1846),m . thermoautotrophicum(1869),脑膜炎奈瑟菌MC58 (2025),p . horikoshii(2064),答:fulgidus(2407),集胞藻属PCC6803 (3169),结核分枝杆菌(3918),枯草芽孢杆菌(4100),大肠杆菌(4289),铜绿假单胞菌(5570)。

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外膜蛋白质。

外膜蛋白(OMPs)特别感兴趣铜绿假单胞菌由于他们的细胞表面接触和参与运输的抗生素,在细胞外毒性因素,出口和锚定结构调解粘附和能动性。预计约150个基因编码OMPs,不成比例的大量与其他基因组相比。确定了三大paralogous家庭:OprD家庭的具体名叫基因(19),封闭的名叫TonB-family,其中包括蛋白质参与iron-siderophore吸收基因(34),和外膜蛋白参与的OprM家庭流出或分泌(18)的基因。这些大家庭的蛋白质是意想不到的,单这些家庭成员(例如,OprD)已经被充分研究过没有升值,这些蛋白质是一家大型paralogous集团成员。到目前为止,唯一的其他基因组含有大量paralogous OMPs家族幽门螺旋杆菌16。这些家庭的识别可能产生重大影响抗菌药物和疫苗研究的重点。

进口的营养。

符合其环境多功能性,铜绿假单胞菌有近300细胞质膜运输系统,其中约三分之二似乎参与了进口的营养和其他分子(http://www-biology.ucsd.edu/∼ipaulsen /运输)。整体的底物特异性铜绿假单胞菌转运蛋白是相似的大肠杆菌和枯草芽孢杆菌与某些重要的例外(见补充信息)。铜绿假单胞菌mono -有大量各种各样的运输车,di -和tri-carboxylates,但它似乎是明显缺乏糖转运蛋白。例如,它拥有四个dicarboxylate TRAP-T透性酶的类型(大肠杆菌只有一个),只有两个磷酸转移酶系统(PTS)糖transporters-for果糖和N乙酰氨基葡萄糖(大肠杆菌有二十多个)17。同时,铜绿假单胞菌没有预测糖转运蛋白的主要推动者总科(MFS),虽然大肠杆菌有超过二十。糖转运蛋白的明显缺乏铜绿假单胞菌与缺乏一个完整的糖酵解途径和其有氧氧化代谢18。

β-Oxidative新陈代谢。

相比其对糖的增长能力有限,铜绿假单胞菌可以使用各种各样的其他碳化合物,及其基因组提供洞察这个代谢多样性的分子基础。除了已知的酶氧化和途径,我们发现大量的其他基因编码的酶β-oxidation特点,如酰coa脱氢酶基因(25)和enoyl-CoA水合酶/异构酶基因(16)。相比之下,大肠杆菌包含四个酰coa脱氢酶基因和七enoyl-CoA水合酶/异构酶。除了结核分枝杆菌,没有其他测序基因组包含大量的这样的酶。β-oxidative基因通常与其他集群基因编码的蛋白质可能相关功能,如可能酰coa硫解酶,短链脱氢酶,flavin-containing单氧酶,或其他氧化还原酶。在一些情况下,这些基因簇也包含了MFS运输蛋白质和基因外膜的名叫OprD家庭(见补充信息)。

固有耐药性和射流系统。

铜绿假单胞菌著称的内在阻力很多一线抗生素,主要是因为其低外膜通透性和主动流出的抗生素19。四个铜绿假单胞菌耐多药流出系统已经报道,都是resistance-nodulation-cell部门(RND)家族的成员20.,21。我们使用BLASTP分析来识别潜在的出口系统PAO1基因组,和可能的耐多药外排系统被每个家庭的系统发育分析确定17。的铜绿假单胞菌基因组似乎含有大量对鼻窦药物流出系统,主要研发和MFS的家庭(图3)。预测药物流出系统的数量从MFS小耐多药鼻中隔黏膜下切除术后(),磷酸腺苷磁带(ABC)和多种药物和有毒化合物挤压(配偶)家庭等类似于其他生物大肠杆菌,枯草芽孢杆菌和结核分枝杆菌。然而,铜绿假单胞菌包含更多的预测AcrB / Mex-type RND耐多药流出系统基因(10)大肠杆菌(4),枯草芽孢杆菌(1)和结核分枝杆菌(0),每个铜绿假单胞菌基因编码一个假定的RND运输蛋白质是相邻的基因可能的膜融合蛋白;大多数RND位点也包含OprM家族的外膜蛋白基因(见补充信息)。

图3:比较预测药物流出系统的数量P.aeruginosa,大肠杆菌,枯草芽孢杆菌和结核分枝杆菌。
图3

在过去的三个生物,这些数字是基于预测来自http://www-biology.ucsd.edu/∼ipaulsen /运输/。五种耐多药流出系统分析:电阻/有节/细胞分裂家庭(RND;例如,大肠杆菌AcrB),主要主持人总科(MFS;例如,枯草芽孢杆菌鼻中隔黏膜下切除术后基础代谢率),小多药耐药性家庭(;例如,大肠杆菌埃姆雷),多种药物和有毒化合物挤压家庭(配偶;例如,弧菌parahaemolyticus规范)41和磷酸腺苷盒式家庭(ABC;例如,Lactococcus lactisLmrA)17。只有家庭成员明显聚集与已知的耐多药流出系统被算作可能耐多药外排系统。例如,研发耐多药流出系统的数量不包括这个家庭的成员,属于SecD / SecF蛋白排泄,Czc金属射流或结核分枝杆菌MmpL醣脂类流出42蛋白质的集群,但只包括蛋白质属于AcrB /墨西哥人耐多药外排蛋白集群43。

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蛋白质的分泌。

铜绿假单胞菌分泌多种毒力因子,包括毒素、脂酶和蛋白酶。四通道的蛋白质分泌已经描述了革兰氏阴性细菌22,三个很明显铜绿假单胞菌。被我系统类型铜绿假单胞菌指导碱性蛋白酶的分泌(编码秘鲁革新党),由美国广播公司运输蛋白质AprD膜融合蛋白大气压力和OprM-family AprF外膜蛋白质。PAO1基因组似乎包含四个额外的I型系统。其中一个集群(PA3404-PA3408)是同源的血红素采集系统(已经)粘质沙雷氏菌。六分之一aprF同系物(PA4974)不与其他公认的运输蛋白基因集群。这个基因在序列最相似tolC编码一个大肠杆菌外膜蛋白参与溶血素的分泌。

II型分泌系统(一般分泌通路)编码的的xcp基因簇(PA3095-PA3105)和链接pilD/xcpA基因(PA4528)23。一个意想不到的发现是,许多的xcp染色体上基因同系物在其他地方,包括四个额外的同系物xcpQ和xcpR。III型分泌系统存在于许多植物和人类病原体蛋白质和负责contact-dependent交付到宿主细胞的细胞质中。铜绿假单胞菌包含一个III型分泌系统(PA1690-PA1725)分泌一些蛋白质包括胞外酶(S, T)和Y24。

其他潜在的表面分子。

的基因组铜绿假单胞菌PAO1包含两个超长开放阅读框架,PA2462(5628个氨基酸)和PA41(3536个氨基酸)。每个这些orf序列相似的蛋白质丰富的其他细菌病原体,丝状的血凝素(FhaB)百日咳博德特氏菌,HMW1A / HMW2A丰富流感嗜血杆菌25,26。PA2462毗邻一个ORF (PA2461)明显反常密码子用法和G + C含量仅为38.5%。此外,除了已知的基因参与了脂多糖的合成,我们注意到其它三个基因位点可能参与了胞外多糖的合成(见补充信息)。例如,一个seven-gene集群(PA1385-PA1391)附近盖尔基因包括四个基因可能的糖基转移酶和ABC转运蛋白类似于假定的carbohydrate-exporting蛋白质编码在o抗原生物合成基因簇在其他生物。这seven-gene集群在G + C含量较低的地区比周围的基因。

化学感受和趋化性。

铜绿假单胞菌似乎最复杂的化学感应的系统的完整的细菌的基因组,有四个位点编码可能趋化作用的信号转导通路(见补充信息)。其中一个(PA1456-PA1464)的基因组织相似鼠伤寒沙门氏菌对化学引诱物轨迹所需flagella-mediated游泳27。第二个(PA173-PA180)更像基因组织中看到Rhodobacter sphaeroides28。每个剩余的两个集群具有同源性切基因大肠杆菌和frz基因从non-flagellated滑动细菌,Myxococcus克桑托斯29日。需要PA408-PA417抽搐的能动性30.和PA3702-PA3708还无特征。铜绿假单胞菌经历趋化作用对各种糖,氨基酸、无机磷酸盐,远离硫氰酸和isothiocyanic酯31日,32,33,34。我们确定了26个orf编码可能趋化性感觉换能器调解这些反应的蛋白质。

讨论

我们建议大型基因组大小和遗传的复杂性铜绿假单胞菌反映进化适应性允许在不同的生态位。的完整基因组序列分析铜绿假单胞菌揭示了许多线索关于这个多才多艺的基础。铜绿假单胞菌拥有广泛的运输功能,代谢和生长有机物质,无数iron-siderophore吸收系统和出口能力增强的化合物(例如,酶和抗生素)通过大量的蛋白质分泌和RND流出系统。铜绿假单胞菌可能拥有四个趋化性系统,至少其中一个有助于形成生物膜的能力35。因此这种生物可以随时移动到更有利的条件或巩固和持久的殖民“挖”的一个特定的微环境。符合其遗传的复杂性增加铜绿假单胞菌最大比例的基因用于指挥和控制系统(例如,环境传感器和转录监管机构)观察细菌基因组。这些基因可能调节这种细菌的多样性遗传和生化功能在不断变化的环境条件。

铜绿假单胞菌治疗感染尤其困难,因为内在的对抗生素的耐药性。看来,在进化的过程中所需的功能多样性与其他微生物在不同的环境中,竞争发展机制抵抗天然抗菌化合物。射流系统识别可能导致这个内在阻力。抗菌素的影响也可以减轻由调制的药物靶点的表达,酶修饰符、运输系统和补偿途径。事实上,异常巨大的监管能力铜绿假单胞菌可以提供更大的纬度自适应耐药性通过基因调控与较小的基因组比其他细菌的存在。此外,鉴于其代谢能力各种有机基质,也有可能铜绿假单胞菌酶法改性具有更大的潜力,使下降的比被认为耐药机制。因此,代谢多样性,使传输性能和监管适应性铜绿假单胞菌繁荣和竞争与其他微生物可能导致其高内在对抗生素的耐药性。完整的基因组序列和编码过程的知识提供了一个丰富的信息对新抗生素的发现和开发目标,并希望发展的更有效的策略来治疗造成的危及生命的机会性感染铜绿假单胞菌在人类身上。

方法

测序和组装

应变PAO1,伤口隔离36被选为一个应变的原型,测序,因为它是使用最广泛的铜绿假单胞菌实验室压力和因为生理和遗传地图都是可用的12,13。应变PAO1得到b . Holloway的收集维护实验室的p . Phibbs拜尔教授格鲁吉亚。我们的方法的铜绿假单胞菌测序依赖标准收集和sequence-assembly方法。大部分的数据由单独的测序从随机挑选了M13获得模板痕迹。数据处理phr / phrap /缺点base-calling包,sequence-assembly和完成/编辑软件(http://bozeman.mbt.washington.edu)37,38。在整个项目中以频繁的间隔,新创phrap程序集进行了使用所有可用的数据。主要要求实现实际计算时间是足够的实际内存:需要完整的数据集,组装4 h在工作站4 gb的内存。我们使用dye-primer和dye-terminator化学51:49比获得94847可用shotgun-sequencing痕迹。提供的猎枪痕迹覆盖率高质量的基因组的6.9倍基本调用(也就是说,那些phr分数> 20,这对应于一个出错率< 1%)。最终的原始数据集包含一个额外的1604“完成”的痕迹,其中大多数是通过启动使用自定义在M13引物模板从random-template集合中选择。大多数“完成”读的目的是为了提高数据质量地区phr / phrap /缺点软件识别,共识序列支持不足。我们还获得1672 cosmid-end序列836粘粒的集合,包含40 kb大小的插入。这些粘粒的插入覆盖97%的基因组;因此,他们最终序列提供了一个强大的检查总装的有效性。

基因组中只有13个站点需要专业完成过程:四个网站rDNA位点,其中包含近5.9 kb重复的精确副本,六是1.4 kb的插入序列几乎相同的副本,和其他三个也涉及重复序列。这些网站的序列在全部13 PCR测序获得的产品跨越个人重复。除了验证cosmid-end序列的组装,我们还监视的碱基对准确性最终序列以多种方式。一个测试涉及全部测序,通过传统的方法,两个粘粒包含广泛的间隔部分铜绿假单胞菌基因组;这些粘粒选择在项目的开始,被带到最高可以达到的质量标准由专家“终结者”。在最后全基因组组装,完全独立于粘粒的测序,我们没有发现差异的81843个碱基对中两个粘粒。

基因预测

开放阅读框架由GeneMark最初预测。嗯(http://genemark.biology.gatech.edu/GeneMark/whmm.cgi)39。额外的orf已知基因的同源性被BLASTX分析确定。预测并综述了单独的基因注释器start-codon分配基于额外的上下文信息,例如核糖体绑定的接近主题,并预测信号肽序列。

引用

  1. 1

    Hardalo C & Edberg s . C。铜绿假单胞菌从饮用水:评估风险。暴击。启Microbiol。2347 - 75 (1997)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  2. 2

    Costerton, j·W。,Stewart, P. S. & Greenberg, E. P. Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections.科学284年,1318 - 1322 (1999)。

    广告中科院文章谷歌学术搜索

  3. 3

    哈恩,d G。,Borazjani, R. N., Simmons, R. B. & Gabriel, M. M. Primary adhesion of铜绿假单胞菌无生命的物体表面包括生物材料。Enzymol方法。310年,551 - 557 (1999)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  4. 4

    Bodey, g P。,Bolivar, R., Fainstein, V. & Jadeja, L. Infections caused by铜绿假单胞菌。启感染。说。5,279 - 313 (1983)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  5. 5

    球,c。et al。集成功能基因组信息酿酒基因组数据库。核酸Res。28,77 - 80 (2000)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  6. 6

    尤因,b &绿色,p .表达序列标签显示35000个人类基因的分析。自然麝猫。25,232 - 234 (2000)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  7. 7

    白色,O。et al。抗放射性的细菌的基因组序列耐辐射球菌R1。科学286年,1571 - 1577 (1999)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  8. 8

    Kunst F。et al。革兰氏阳性细菌的完整基因组序列枯草芽孢杆菌。自然390年,249 - 256 (1997)。

    广告中科院文章谷歌学术搜索

  9. 9

    金子,T。et al。单细胞藻青菌的基因组序列分析集胞藻属PCC6803 sp.压力。二世。整个基因组的序列测定和分配潜在的蛋白质编码区域。DNA Res。3,109 - 136 (1996)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  10. 10

    科尔,s T。et al。解密的生物学结核分枝杆菌从完整的基因组。自然393年537 -544 (1998)。

    广告中科院文章谷歌学术搜索

  11. 11

    布拉特纳,f R。et al。的完整基因组序列大肠杆菌k - 12。科学277年,1453 - 1474 (1997)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  12. 12

    施密特,k·D。,Schmidt-Rose, T., Römling, U. & Tümmler, B. Differential genome analysis of bacteria by genomic subtractive hybridization and pulsed field gel electrophoresis.电泳19,509 - 514 (1998)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  13. 13

    施密特,k·D。,Tümmler, B. & Römling, U. Comparative genome mapping of铜绿假单胞菌PAO和铜绿假单胞菌C,这属于一个主要囊性纤维化患者的克隆和水生栖息地。j . Bacteriol。178年,85 - 93 (1996)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  14. 14

    马汉,m . j . &罗斯,j . r .细菌染色体段转化的能力是由包括材料而不是旁侧序列。遗传学129年,1021 - 1032 (1991)。

    中科院PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  15. 15

    贝特曼,。et al。蛋白质家庭包含了数据库。核酸Res。28,262 - 266 (2000)。

    文章谷歌学术搜索

  16. 16

    汉考克,r E。Alm, R。,Bina, J. & Trust, T.幽门螺杆菌:令人惊讶的是守恒的细菌。生物科技自然》。16,216 - 217 (1998)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  17. 17

    Paulsen, i T。,Sliwinski, M. K. & Saier, M. H. Jr Microbial genome analyses: global comparisons of transport capabilities based on phylogenies, bioenergetics and substrate specificities.j·摩尔,杂志。277年,573 - 592 (1998)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  18. 18

    寺庙,l . M。圣人,a E。,Schweizer, H. P., & Phibbs, P. V. Jr in假单胞菌(ed Montie, t . c) 35 - 72(充气,纽约,1998)。

    书谷歌学术搜索

  19. 19

    汉考克,r·e·耐药机制铜绿假单胞菌和其他nonfermentative革兰氏阴性细菌。中国。感染。说。27S93-S99 (1998)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  20. 20.

    Westbrock-Wadman, S。et al。描述的铜绿假单胞菌射流泵为氨基糖苷类不渗透性。Antimicrob。代理Chemother。43,2975 - 2983 (1999)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  21. 21

    Nikaido,造成h .抗生素耐药性革兰氏阴性耐多药外排泵。中国。感染。说。27S32-S41 (1998)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  22. 22

    中国,b &戈福f .分泌毒性因子大肠杆菌。兽医。Res。30.,181 - 202 (1999)。

    中科院PubMed谷歌学术搜索

  23. 23

    Bleves, S。,Gerard-Vincent, M., Lazdunski, A. & Filloux, A. Structure-function analysis of XcpP, a component involved in general secretory pathway-dependent protein secretion in铜绿假单胞菌。j . Bacteriol。181年,4012 - 4019 (1999)。

    中科院PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  24. 24

    Yahr, t . L。,Vallis, A. J., Hancock, M. K., Barbieri, J. T. & Frank, D. W. ExoY, an adenylate cyclase secreted by the铜绿假单胞菌类型III系统。Proc。《科学。美国95年,13899 - 13904 (1998)。

    广告中科院文章谷歌学术搜索

  25. 25

    Domenighini, M。et al。的遗传特征百日咳博德特氏菌丝状血凝素:一种蛋白质加工从异常大的前兆。摩尔。Microbiol。4,787 - 800 (1990)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  26. 26

    诺埃尔·g·J。,Barenkamp, S. J., St. Geme, J. W. III, Haining, W. N. & Mosser, D. M. High-molecular-weight surface-exposed proteins of流感嗜血杆菌调解绑定到巨噬细胞。j .感染。说。169年425 -429 (1994)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  27. 27

    股票,j·b·&瑟特·m·g .趋化作用。在大肠杆菌和沙门氏菌:细胞和分子生物学。(ed, Neidhardt f . c) 1103 - 1129 (ASM,华盛顿,1996)。

    谷歌学术搜索

  28. 28

    阿米蒂奇,j . p . &施密特,r .细菌趋化性:Rhodobacter sphaeroides和Sinorhizobium meliloti变化在一个主题?微生物学143年,3671 - 3682 (1997)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  29. 29日

    麦克布莱德,m . J。,Weinberg, R. A. & Zusman, D. R. “Frizzy” aggregation genes of the gliding bacteriumMyxococcus克桑托斯显示肠道细菌趋化性基因的序列相似之处。Proc。《科学。美国86年,424 - 428 (1989)。

    广告中科院文章谷歌学术搜索

  30. 30.

    达真斯的描述铜绿假单胞菌参与纤毛生物合成基因簇,抽搐的能动性:序列相似性的主任和滑翔的细菌趋化性蛋白质Myxococcus克桑托斯。摩尔。Microbiol。11,137 - 153 (1994)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  31. 31日

    大贺典雄,T。,Masduki, A., Kato, J. & Ohtake, H. Chemotaxis away from thiocyanic and isothiocyanic esters in铜绿假单胞菌。《。列托人。113年,63 - 66 (1993)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  32. 32

    纳尔逊,j·W。et al。Mucinophilic和趋化现象的性质铜绿假单胞菌与肺囊性纤维化的殖民。感染。Immun。58,1489 - 1495 (1990)。

    中科院PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  33. 33

    加藤,J。,Sakai, Y., Nikata, T. & Ohtake, H. Cloning and characterization of a铜绿假单胞菌基因参与的负调节磷酸出租车。j . Bacteriol。176年5874 -5877 (1994)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  34. 34

    默尔顿,r . c & Montie r . c .趋化作用铜绿假单胞菌。j . Bacteriol。137年,274 - 280 (1979)。

    中科院PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  35. 35

    O ' toole, g . a . &科特勒r .鞭毛,抽搐的能动性是必要的铜绿假单胞菌生物膜的发展。摩尔。Microbiol。30.,295 - 304 (1998)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  36. 36

    Holloway, b . w .基因重组铜绿假单胞菌。j . Microbiol将军。13,572 - 581 (1955)。

    中科院PubMed谷歌学术搜索

  37. 37

    戈登,D。,Abajian, C. & Green, P. Consed: a graphical tool for sequence finishing.基因组Res。8,195 - 202 (1998)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  38. 38

    尤因,B。,Hillier, L., Wendl, M. C. & Green, P. Base-calling of automated sequencer traces using phred. I. Accuracy assessment.基因组Res。8,175 - 185 (1998)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  39. 39

    Lukashin, a . v . & Borodovsky GeneMark。嗯:新基因发现的解决方案。核酸Res。26,1107 - 1115 (1998)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  40. 40

    劳,t . m . &艾迪,s . r . tRNAscan-SE:一个程序来提高检测转移核糖核酸基因在基因组序列。核酸Res。25,955 - 964 (1997)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  41. 41

    布朗,m . H。,Paulsen, i T。&Skurray, R. A. The multidrug efflux protein NorM is a prototype of a new family of transporters.摩尔。Microbiol。31日,394 - 395 (1999)。

    中科院文章谷歌学术搜索

  42. 42

    考克斯,j·S。陈,B。,McNeil, M. & Jacobs, W. R. Jr. Complex lipid determines tissue-specific replication of结核分枝杆菌在老鼠身上。自然402年,79 - 83 (1999)。

    广告中科院文章谷歌学术搜索

  43. 43

    曾,T.-T。等。研发通透酶总科:一个古老的、无处不在的和多样化的蛋白质家族,包括人类疾病和发展。j . Molec。Microbiol。生物技术。1,107 - 126 (1999)。

    中科院谷歌学术搜索

  44. 44

    Altschul, s F。等。有缺口的爆炸和PSI-BLAST:新一代的蛋白质数据库搜索程序。核酸Res。25,3389 - 3402 (1997)。

    中科院文章谷歌学术搜索

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x (Pham猎枪的后期管理,关闭和基因组测序的完成阶段;a·欧文在序列的注释基本工作和准备的手稿;沟口健二基因组信息学数据库管理,网站分析工具的开发;金斯密primary-shotgun数据收集的管理;和f . Brinkman管理的铜绿假单胞菌合作项目注释。到61年总共有1741个基因注释专家志愿者的假单胞菌研究社区(l . Adewoye a . m .安东尼奥s . k . Arora m·贝利s Beatson w .苦,r·布莱克利正在c . o .卡·库克p . Cornelis l·克罗夫特,t . de Kievit r . de非常贴切,b .厄尔尼m . Eschbach g . Fichant c . j .字段,a . Filloux j . Campos-Garcia·海格t . Hayashi r·赫尔佐格b .黄黄诉b h . Iglewski y .伊藤,K.-E。Jaeger d·扬z,贾利勒,j .加藤安德烈•柯特兹·m·a . m . Kropinski j . Lam。拉蒙特,a . Lazdunski p c .刘r .几何k . Mathee j . Mattick j . Nezezon m . Ochs g .,马路l . Passador p . Phibbs y昆汀,a·罗德里格·h·罗伊·m·摩尔庄园f . Sanschagrin m . j . Schurr p c .种子,t·h . m .史密特g . Soberon-Chavez l . g . Trevino说话结结巴巴,j . van Beilen m . Vasil c·惠特k·威廉姆斯,k . Wong和b . Worobec)。我们感谢p .绿色和b·尤因援助与全基因组phrap程序集。主要资助这个项目是囊性纤维化基金会和发病机制所提供的公司。PseudoCAP组织项目资金来自加拿大,法国和德国的囊性纤维化基金会。R.E.W.H.接受者的加拿大医学研究理事会(MRC)从MRC杰出科学家奖和收到资金。

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  2. 华盛顿大学医学和遗传学基因组中心,盒子352145年,华盛顿大学西雅图,98195年,美国华盛顿

    x (Pham, a ka, r . Lim k·史密斯·d·斯宾塞,g . K.-S。Wong z吴& m·奥尔森诉

  3. 微生物学和免疫学英属哥伦比亚大学,300 - 6174年大学大马路,温哥华,V6T 1 z3,不列颠哥伦比亚,加拿大

    F.S. l . Brinkman & r·e·w·汉考克

  4. Klinische Forschergruppe, Medizinische Hochschule汉诺威,d - 30623,德国汉诺威

    k . Larbig

  5. 基因组研究所,9712医疗中心,20850年,美国马里兰州罗克维尔市

    i t Paulsen

  6. 生物学系,加州大学圣地亚哥分校9500吉尔曼驱动器,92093 - 0116,美国加州拉荷亚

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  7. 华盛顿大学医学院微生物系,西雅图,98195年,美国华盛顿

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  29. r·e·w·汉考克
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  30. 美国洛里
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