鼠疫耶尔森氏菌天冬氨酸酶的多态性及毒力表型研究

天冬氨酸酶（aspA）第363 位点的单氨基酸变化可能是引起鼠疫菌毒力变化的重要因素。本研究拟对世界不同鼠疫自然疫源地分离的代表型鼠疫菌aspA 核酸编码情况进行充分调查，测定不同编码情况下aspA 酶的活性，验证鼠疫菌强毒株和弱毒株与aspA 活性的关系；另外采用基因突变技术结合动物毒力实验，获取aspA 影响鼠疫菌毒力变化的直接证据。通过本研究，将明确aspA 的活性是否可以作为鼠疫菌毒力强弱的标记，并对鼠疫菌（强毒）是如何在很短的分化时间里从假结核菌（弱毒）进化而来，以及鼠疫菌毒力形成机理提供更深入的认识，从而为鼠疫的诊断和治疗打开新的思路。

鼠疫是人类历史上破坏性最严重的疾病之一。过去研究发现，鼠疫的病原体—鼠疫耶尔森氏菌—染色体上的AspA基因变异导致了其编码的天冬氨酸酶活性的变化。该酶失活后，鼠疫菌丧失了对人及大动物的毒力。因此，AspA的氨基酸变化可能是引起鼠疫菌毒力变化的重要因素。但是，对由此产生毒力的具体过程、机理的认识还比较肤浅。本研究筛选了近千株能充分代表世界范围鼠疫菌遗传多样性的自然分离株，对其AspA基因编码情况进行了充分调查；并测定了aspA不同编码情况下的酶活性。结果表明，aspA基因受到强烈的正向选择作用，仅在第363位氨基酸上就表现出9种不同的基因型：ATA, ATC, ATG, GTA, GTG, TCG, TTC, TTG 和TTT。其中部分核酸变异导致相应的氨基酸变化，并影响到酶活性。最终表现为鼠疫菌的毒力与aspA酶活性整体呈现负相关的关系。我们还发现，非常少量的鼠疫菌自然分离株中，尽管AspA编码基因突变导致活性丧失，但鼠疫菌整体毒力并未下降，这可能与基因组内其他基因的上位相互作用有关，也提示我们研究单个基因功能时，需要考虑基因组整体的遗传多样性背景。通过本研究，我们明确了aspA基因多样性可以作为鼠疫菌毒力强弱的标记之一，为鼠疫菌毒力形成机理提供更深入的认识，从而为鼠疫的诊断和治疗打开新的思路。