研究简介：志贺氏菌属sonnei、flexneri和boydii是最重要的食源性病原体。摄入被这些细菌污染的食物会在12-48小时内引起志贺菌病。发烧、疼痛、疲劳和食欲不振是最初的症状，这可能与水样腹泻有关，而水样腹泻又可能发展成血便或痢疾。在某些严重病例中，也可能发生致死性溶血尿毒综合征，这是由于志贺毒素的产生。志贺氏菌相关暴发通过直接或间接的人类粪便污染发生，在卫生标准较差的发达国家和发展中国家均有报道沙拉、软奶酪、蔬菜和肉制品等食品通常被报告与这些暴发有关。裂解噬菌体已成功应用于控制包括志贺氏菌在内的各种食源性病原体的生长。它们能够攻击敏感细菌并利用宿主的资源进行繁殖。细胞裂解导致后代噬菌体颗粒的释放。随着噬菌体被公认为控制食物中病原体的潜在工具，噬菌体基因组学将在确保选择潜在有害的噬菌体产物方面发挥越来越重要的作用。例如，基因组数据可以确保检测毒力基因和任何可能导致病原体溶原化的基因。随着DNA测序技术的进步，测序噬菌体基因组的数量呈指数级增长。迄今为止，NCBI数据库中已经保存了超过530个完整的Caudovirales噬菌体基因组序列，这使得详细的比较分析成为可能，目的是开发更连贯的分类方案，并提供对进化过程的见解。
芬兰Bioscreen全自动生长曲线分析仪的应用
通过使用Bioscreen C（Labsystems，芬兰赫尔辛基）测量噬菌体存在下被测细菌的光密度（OD），确定29个志贺氏菌菌株上AG3的宿主范围。所有实验均使用以下实验参数：单波段宽带（wb）波长;25°C孵育温度;5分钟预热时间;动力学测量;测量时间24小时;每20分钟读一次，测量前中等强度摇动10秒。将50微升噬菌体裂解物转移到Bioscreen C的灭菌蜂窝板的100个孔中的每一个孔中，每个孔都接种了125μL稀释的测试细菌过夜培养物（约103CFU/mL）。感染多重性（MOI）约为100。对照孔仅含有噬菌体、仅含有噬菌体缓冲液或含有细菌的等体积的噬菌体缓冲液。所有样品均一式三份进行测试。使用Bioscreen C数据处理软件5.26版（Labsystems，Helsinki，Finland）分析OD数据，以确定检测时间（每个测试孔增加0.3个OD单位所需的时间）。将检测时间（hr：min）转换为十进制值，取平均值，并从测试的每个分离株的所有测试数据中减去平均对照检测时间，并表示为检测时间差（DT diff.）。基于这个时差，我们没有阳性和阴性结果，而是提出噬菌体的裂解活性可以归类为;（N）：其中噬菌体未导致测试细菌生长的任何延迟，并且生长曲线与对照相似;（D）：噬菌体导致被测细菌生长延迟不到5小时;DT<5小时，（D+）：噬菌体导致测试细菌生长延迟5小时或更长时间;DT≥5小时，和（C）：其中噬菌体在24小时后引起细菌生长的完全抑制。
实验结果：噬菌体形态、宿主范围和一步生长将收集的环境样本（冲洗水、粪便样本和污水）与测试的志贺氏菌菌株进行测试，分离出24种噬菌体。从中，ΦSboM-AG3因其广泛的宿主范围和不寻常的形态而被选中进行详细研究。阴性染色的病毒具有明确定义的颈部和项圈，以及由底板相关尖峰和纤维结构组成的复杂网络，在尾部收缩后最为明显（图1）。它的头部直径约为83 nm，收缩尾部长110 nm，直径14 nm。这表明它是肌病毒科的成员。其形态与伤寒沙门氏菌血清型的经典噬菌体ViI和肠沙门氏菌血清型鼠伤寒噬菌体的噬菌体Det7非常相似，但这是首次报道这种噬菌体感染志贺氏菌。
图1、噬菌体ΦSboM-AG3的电子显微照片
图2、噬菌体ΦSboM-AG3的一步生长曲线
图3、使用CGView制备的噬菌体ΦSboM-AG3的遗传和物理图谱
图4：纯化ΦSboM-AG3颗粒的变性SDS-PAGE凝胶检查
总结：裂解噬菌体ΦSboM-AG3靶向重要的食源性病原体志贺氏菌。它在形态上类似于伤寒沙门氏菌血清型的噬菌体ViI以及钙醋酸不动杆菌和黑根瘤菌的一系列噬菌体。ΦSboM-AG3的完整基因组被确定为158 kb，并且是末端冗余和循环排列的。鉴定并注释了216个开放阅读框（ORF），其中大多数与沙门氏菌噬菌体ViI的蛋白质具有同源性。基因组还包括四个指定tRNA的基因。这是首次描述志贺氏菌的Vi特异性噬菌体。没有证据表明存在毒力和溶原相关基因。总之，ΦSboM-AG3的基因组分析表明，该噬菌体可以安全地用于生物防治目的。