Association between DNA methyltransferase and pathogenicity in uropathogenic Escherichia coli

摘要

泌尿道致病型大腸桿菌為主要造成人類泌尿道感染的致病菌，其中與共生性大腸桿菌的最大差別在於毒性基因的分布；除了基因體的差異，在一些特定DNA序列上的修飾也會造成致病菌致病力的改變，而DNA甲基轉移酶為執行DNA修飾的酵素，因此DNA甲基轉移酶也可能成為毒性因子。目前的單一分子即時偵測定序系統雖然能夠挖掘未知甲基轉移酶，但是無法藉由觀察菌株外觀得知結果。另外，當DNA甲基轉移酶與切割甲基化序列的第IV型限制酶共存於同一宿主，若兩酵素的辨認序列重疊時，則宿主DNA即被前者酵素甲基化後又被後者切割造成死亡，限制菌株水平基因轉移的方向。結合上述，我們發展一套自殺型供體菌株的接合作用，篩選呈現死亡現象(Conflict)的菌株，並分析所擁有的DNA甲基轉移酶對於致病菌與其致病力的相關性。我們以泌尿道致病型大腸桿菌作為篩選對象，將第IV型限制酶 (McrBC) 傳送至83株臨床泌尿道感染分離株以及50株健康病人糞便分離株。我們篩選出包含至少9種胞嘧啶甲基轉移酶的29 株Conflict菌株，並進一步在大腸桿菌K-12菌株證實McrBC皆與9種甲基轉移酶之辨認序列重疊。在泌尿道感染分離株的分布中，Conflict菌株的比例 (27.85%) 顯著高於糞便分離株的比例 (10.2%)，暗示所篩選的甲基轉移酶與泌尿道致病菌致病性有關聯性；然而在線蟲模式中，卻沒有發現Conflict菌株與其致病力高低的相關性。綜合以上結果，我們推測該9種DNA胞嘧啶甲基轉移酶可能參與泌尿道致病菌獲得外來基因的演化過程，而非影響菌株致病力能力的重要因素之一。

獎項日期	2018
原文	English
監督員	Masayuki Hashimoto (Supervisor)