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背景：肠道沙门菌（Salmonella enterica）是全球食源性感染和侵袭性感染的主要病因之一。日益加剧的抗菌药物耐药性以及对多样生态位的适应性，要求我们进一步深入理解流行菌株的遗传与表观遗传多样性。本研究调查了采集自哈萨克斯坦临床、动物和环境来源的肠道沙门菌分离株的基因组与表观遗传多样性。 方法：采用Illumina测序平台进行全基因组测序。另选取若干菌株，使用PacBio SMRT技术进行补充测序，以开展DNA甲基化谱分析。利用成熟的生物信息学工具，完成了基因组组装、质粒重建、MLST分型，以及毒力基因、抗菌药物耐药决定因子和与限制-修饰（RM）系统及孤儿甲基转移酶相关的基因组甲基化分析。 结果：ST11基因型在临床分离株中占优势，但这些菌株形成了不同的聚类群，在质粒组成、毒力相关基因和耐药决定因子方面存在差异。大多数菌株携带两个与环境持留性和毒力相关的大型质粒，而近期获得的医院分离株19S虽属于ST11组，却携带了另外两种富含毒力和抗生素耐药基因的替代性质粒。所有基因组均显示出与DAM相关、位于GATC基序上的保守性腺嘌呤甲基化；与DCM介导、位于CCWGG基序上的部分胞嘧啶甲基化；以及与III型RM系统相关、位于CAGAG基序上的广泛腺嘌呤甲基化。相比之下，存在于大多数已测序菌株中的I型RM系统在实验室培养条件下受到抑制，仅在19S菌株中保持活性，这可能与在hsdM基因中鉴定到的突变有关，该突变可能使该甲基转移酶脱离抑制状态。此外，还鉴定出涉及复制臂偏倚串联重复序列中胞嘧啶和鸟嘌呤的新型表观遗传修饰信号。 结论：在哈萨克斯坦传播的肠道沙门菌菌株表现出显著的基因组和表观遗传多样性，这些差异与不同的生存和传播策略相关。DNA甲基化谱分析在传统MLST分型之外提供了额外见解，并确定19S菌株是未来研究通过基因组DNA甲基化介导的细菌毒力与适应性表观遗传调控机制的有前景模型。
背景：肠沙门菌（Salmonella enterica）是全球食源性和侵袭性感染的重要致病原因。不断增加的抗微生物药物耐药性以及对多样生态位的适应，要求我们进一步深入理解流行菌株的遗传与表观遗传多样性。本研究调查了哈萨克斯坦采集自临床、动物和环境来源的肠沙门菌分离株的基因组和表观基因组多样性。
方法：采用 Illumina 测序平台进行全基因组测序。另选取若干菌株，使用 PacBio SMRT 技术进行补充测序，以开展 DNA 甲基化谱分析。采用成熟的生物信息学工具进行基因组组装、质粒重建、MLST 分型，以及毒力基因、抗微生物药物耐药决定子和与限制-修饰（RM）系统及孤儿甲基转移酶相关的基因组甲基化分析。
结果：ST11 基因型在临床分离株中占优势，但这些菌株形成了不同的聚类，在质粒组成、毒力相关基因和耐药决定子方面存在差异。大多数菌株携带两个与环境持留性和毒力相关的大质粒，而近期获得的医院分离株 19S 也属于 ST11 组，但其携带另外两种富集毒力和抗生素耐药基因的替代性质粒。所有基因组均显示出与 DAM 相关的 GATC 基序上保守的腺嘌呤甲基化、由 DCM 介导的 CCWGG 基序上部分胞嘧啶甲基化，以及与 III 型 RM 系统相关的 CAGAG 基序上广泛存在的腺嘌呤甲基化。相比之下，存在于大多数测序菌株中的 I 型 RM 系统在实验室培养条件下受到抑制，仅在菌株 19S 中保持活性，这可能与在 hsdM 基因中鉴定到的突变有关，该突变可能使该甲基转移酶摆脱了抑制。研究还鉴定出涉及复制臂偏倚串联重复序列中胞嘧啶和鸟嘌呤的新型表观遗传修饰信号。
结论：在哈萨克斯坦流行的肠沙门菌菌株表现出显著的基因组和表观基因组多样性，这些多样性与不同的生存和传播策略相关。DNA 甲基化谱分析提供了超越传统 MLST 分型的额外见解，并确定菌株 19S 是未来研究由基因组 DNA 甲基化介导的细菌毒力与适应性表观遗传调控的有前景模型。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.01.729238v1?rss=1
🏷️ 肠沙门菌 全基因组测序 DNA甲基化 表观遗传多样性 抗菌药物耐药 限制修饰系统