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成果簡介： 本項目組于全球首次開發了基于熒光素酶的系列食源性致病菌快速檢測系統。利用該系統本項目組已實現了金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌O157、奇異變形桿菌、產氣腸桿菌、肺炎克雷伯氏桿菌的單獨和混合檢測，最低檢測限達10個copy，與熒光定量PCR法相比具有更高的特異性，檢測時間可縮短至2-3小時，且設備、試劑成本相對較低，與現有系列食源性致病

中國科大陳宇星教授、周叢照教授和孫林峰教授課題組合作闡明了金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）胞壁酸（WTA）翻轉酶TarGH轉運WTA的機制和TarGH特異性抑制劑Targocil的抑制機制。該研究成果在線發表在微生物領域專業雜志mBio上。耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）是主要的臨床致病菌之一，其引發的感染難以治愈甚至可能致死。由于近年來抗生素濫用，出現了對所有的β-內酰胺類藥物都具有抗性的MRSA菌株。研究表明S. aureus細胞壁主要成分WTA是引起耐藥性的關鍵因素之一。在革蘭氏陽性菌中，WTA是一類共價連接在肽聚糖上的陰離子多聚物。WTA在細菌分裂、生物膜形成、宿主定殖以及細菌感染等過程中起著重要作用。因此，WTA合成路徑中的關鍵酶是新型抗菌藥物的重要靶點。在S. aureus中，WTA合成前體是N-乙酰葡糖胺修飾的多聚核糖醇長鏈，其通過共價鍵連接在錨定在細胞膜上的脂質載體Und-PP上。該Und-PP連接的多聚核糖醇長鏈前體先在細胞內完成合成，最后通過ABC轉運蛋白TarGH翻轉出細胞膜。作為最具潛力的抗生素靶標之一，TarGH及其抑制劑得到廣泛研究。先導化合物小分子Targocil是近期被鑒定出來特異性抑制TarGH效率較高的抑制劑，但是其抑制的分子機制并不清楚。為闡明TarGH轉運WTA的機理以及Targocil的抑制機制，作者用冷凍電鏡方法，解析了金黃色葡萄球菌WTA翻轉酶TarGH的同源蛋白，來自Alicyclobacillus herbarius菌的TarGH結構。其同源性為50%。TarGH結構總體分辨率為3.9 ?，其核心結構區域分辨率達到3.6?。由于未結合ATP，TarGH結構處于開口朝向細胞內的構象狀態?；诮Y構，作者計算出了底物轉運通道，通過對組成通道的氨基酸殘基性質分析并結合生理實驗，闡明了底物特異性識別機制。通過結構比對作者提出TarGH及其同源蛋白利用“曲柄連桿”原理來實現底物轉運的分子機制。具有類似結構特點的ABC轉運蛋白都可以利用這一機制通過相對微小的總體構象變化轉運較大的底物。作者進一步通過生化實驗和計算機模擬確定了Targocil結合TarGH的精確位點，并闡明了其抑制TarGH轉運胞壁酸的分子機制。

本發明提供了動物源食品致病菌鑒定及其耐藥和毒力基因檢測復合芯片。本發明提供了用于鑒定動物源食品致病菌、致病菌耐藥基因和/或致病菌毒力基因的探針，由序列1?序列171所示的單鏈DNA分子組成。本發明實驗結果表明：本發明的動物源食品中致病菌鑒定及其耐藥和毒力基因檢測復合芯片，能夠有效的達到同時鑒定細菌及其毒力和耐藥基因的綜合目的。

主要研究了食源性致病菌（以腸炎沙門氏菌和單增李斯特菌為主，此外還有大腸桿菌 O157:H7 和空腸彎曲桿菌）生長和致死預測微生物模型研究。研究涉及：預測微生物模型，致病菌檢測與控制，微生物脅迫抗性等內容。系統研究了在模擬的儲藏溫度和熱處理方式下兩種致病菌在模擬食品基質系統和真實食品中的生長，熱致死、損傷和修復動態變化情況。研究結果表明兩種致病菌在液體、固體的模擬系統中以及真實的食品中呈現不同的熱殺死動態學曲線。基于模擬系統建立的生長和熱致死模型并不能很好的應用于預測肉及肉制品中致病菌的真實狀態。此外

魏氏梭菌能引起各種動物壞死性腸炎、腸毒血癥、人畜創傷性壞 疽以及人類食物中毒，快速、低成本、定量檢測人體內的 α 毒素對于 預防和診斷魏氏梭菌感染至關重要。本項目涉及的魏氏梭菌病及其致 病菌型的膠體硒檢測試紙能單獨或同時完成魏氏梭菌病的早期診斷 和各種致病菌的分型鑒定, 可應用于獸醫臨床、畜牧養殖、食品安全、 公共衛生、水質監測及相關領域，具有操作簡單、敏感特異、攜帶方 便等特點，有廣闊的市場前景與經濟效益潛力。

研究分別建立了食品中克羅諾桿菌常規 PCR 和 Real-time PCR 的快速檢測方法，方法具有很好的特異性和靈敏性，可以應用于食品中克羅諾桿菌的檢測。其中常規 PCR 檢測方法選取了兩個特異性的基因，使得檢測方法具有更高的特異性。Real-time PCR 檢測體系中加入了競爭性擴增內標，大大降低了假陰性發生的可能性。相關結果發表在國際刊物 Food Control 上，引用次數達到 30余次。 

近日，機電學院王紹金教授團隊在學校G2期刊《InternationalJournalofFoodMicrobiology》上發表題為“Combinedeffectsofintermittentradiofrequencyheatingwithcinnamonoilvaporonmicrobialcontrolandqualitychangesofalfalfaseeds”的論文。博士研究生徐淵美為論文第一作者，王紹金教授為論文通訊作者。

Shigella sp PIB是志賀氏菌的新亞型，含鞭毛和豐富菌毛，可長期定殖于大腸粘膜；還能分泌一種長鏈不飽和脂肪酸，直接抑制腸道節律性收縮、降低腸動力；小鼠口腔攝入PIB細菌可引起小鼠頑固性便秘，其便秘表型與人類慢性便秘高度相似。

該研究以稻曲病菌富含半胱氨酸蛋白SCRE6為研究對象，證實了SCRE6是稻曲病菌中發揮重要毒性功能的效應蛋白；通過生化實驗揭示了SCRE6是一個以水稻免疫負調控因子OsMPK6（Mitogen-Activated Protein Kinase 6）為靶標的酪氨酸蛋白磷酸酶。

以一氧化氮合酶（iNOS）基因敲除大鼠作模型，發現iNOS基因敲除大鼠對日本血吸蟲的感染表現出明顯的敏感性（蟲體發育正常、雌蟲產出成熟蟲卵，肝組織蟲卵肉芽腫嚴重），從而證實，由iNOS代謝精氨酸產生的一氧化氮（NO）是大鼠抗血吸蟲病的關鍵先天性免疫分子。       在此基礎上，研究團隊還利用多種研究手段，對NO抗日本血吸蟲發育的分子機制進行了進一步的研究，發現大鼠中天然高表達的iNOS代謝L-精氨酸產生的高濃度的NO，是通過干擾血吸蟲線粒體中能量代謝的相關酶的活性，使蟲體發育嚴重受阻并影響雌雄蟲生殖系統的正常發育，導致蟲卵成熟和受精受阻，從而顯著減弱/降低了血吸蟲感染對大鼠的致病性。該研究結果解釋了為什么大鼠對日本血吸蟲具有天然抗性的機理，為制定新的防治措施和抗血吸蟲疫苗的研發提供了有力的實驗證據。