基于三代测序技术的鼠疫耶尔森菌DNA甲基化谱研究OA

目的探究鼠疫菌全基因组范围的DNA甲基化基本特征和规律,并比较其在不同温度条件下和不同毒力谱系菌株中的分布差异。方法选取鼠疫菌高毒谱系EV76疫苗株和低毒谱系201菌株,分别在26℃和37℃环境下单克隆培养并传代(三次生物学重复);提取核酸进行Nanopore三代测序和全基因组甲基化分析,获取鼠疫菌全基因组的DNA甲基化谱;比较不同温度和毒力条件下的DNA甲基化分布差异。结果鼠疫菌基因组上共鉴定到4种编码DNA甲基转移酶的基因序列。统计鼠疫菌甲基化位点的分布特征,以26℃培养条件下的EV76菌株为例共鉴定到39863个甲基化位点,其中染色体上38439个位点,占比96.4%,呈现散在分布特征。m6A修饰位点是主要的修饰类型(35273个,占染色体甲基化位点总数的91.7%),其次为m5C(1701个,4.4%)和m4C(1465个,3.9%)。不同温度培养条件下m6A位点分布差异较小,m5C和m4C在低毒谱系201菌株中分布差异较大,占比分别为4.4%(80/1810)和23.5%(348/1481),其中cueP基因(编码铜离子结合伴侣蛋白CueP)的差异m4C位点最多(4个)。不同毒力谱系的主要差异甲基化类型为m6A,且多位于核心基因组区域,其中ssaV基因(编码Ⅲ型分泌系统主调控蛋白YscV)的差异位点最多(20个);非核心基因组中pgm基因座区域的差异甲基化位点占比最高(803/928,86.5%)。结论鼠疫菌的主要DNA甲基化类型为m6A。不同温度条件对m6A修饰影响较小,但可能调控低毒谱系中m5C和m4C的修饰。不同毒力谱系间的主要差异甲基化类型为m6A,且主要位于核心基因组区域。本研究揭示了温度和毒力谱系对鼠疫菌DNA甲基化修饰的影响,为理解该重要病原体的复杂生物学特性和致病机制提供了新的视角和理论基础。