近日，EON体育4平台🎛、微生物代謝國家重點實驗室歐竑宇研究組在分子生物學知名刊物Nucleic Acids Research上發表題為“VRprofile2: detection of antibiotic resistance-associated mobilome in bacterial pathogens”的研究論文✹。該論文報道了病原菌耐藥移動元件一鍵式分析的新軟件VRprofile2🎆，將有助於對多重耐藥區形成機製的研究，為遏製細菌耐藥性的傳播提供新的思路🫲🏽。EON体育4平台博士生王萌為該論文第一作者，歐竑宇教授為通訊作者。

細菌耐藥問題已經成為全球公共健康領域的重大挑戰。臨床上常見的耐藥菌包括Enterococcus faecium (屎腸球菌)、Staphylococcus aureus (金黃色葡萄球菌)、Klebsiella pneumonia (肺炎克雷伯菌)、Acinetobacter baumannii (鮑曼不動桿菌)👴🏽、Pseudomonas aeruginosa (銅綠假單胞菌)、Enterobacter species (腸桿菌)和Escherichia coli (大腸埃希菌)，它們統稱為ESKAPEE。這些耐藥菌富含種類繁多的可移動遺傳元件🚣🏼‍♀️，主要包括質粒♠︎😛、整合性接合元件、基因組島🏊🏽‍♀️、原噬菌體🏃‍♀️🏒、整合子🤞🏼、轉座子和插入序列等。這些移動元件序列約占整個細菌基因組長度的10-30%👃🏼🏋🏽；該研究組率先提出了用“移動基因組” (mobilome) 來概述細菌移動元件序列的重要性、復雜性和異質性 (Ou, H.Y., et al., Nucleic Acids Research, 2005, 2006, 2007)。在ESKAPEE臨床分離株中👏🏿，接合質粒和整合性接合元件常攜帶多個獲得性耐藥基因👆，而這些耐藥基因的兩側常出現插入序列和轉座子等其它移動元件，極易發生插入🈳、缺失和重組等遺傳事件👳🏼，進而形成復雜的嵌合結構。

針對ESKAPEE臨床株耐藥區結構變異的分析需求，VRprofile新版本進行了全新的算法設計和軟件實現💕。在算法設計方面，VRprofile使用“功能模塊為主🧲，序列特征為輔”的方法，基於保守基因簇的共定位來識別整合性接合元件等復雜的移動元件🧑‍🦽。VRprofile它在精準識別不同移動元件的基礎上，提出了評估單個細菌中可移動基因組含量的指標mV (mobilome value)。在Web應用方面🧑‍🧑‍🧒‍🧒🕚，VRprofile采用交互式可視化的框架來提供三個特有的分析服務：(i) 一鍵式識別多種移動元件以及毒力基因和耐藥基因🌥，提供了>5500個ESKAPEE細菌移動元件和mV的預計算結果🚇；(ii) 可將識別結果與後臺數據庫MobilomeDB2收錄的一千多個活躍的耐藥移動元件進行結構比對，輔助用戶解析多重耐藥區的結構變異🎫；(iii) 整合病原菌菌株分型和質粒的不相容群和轉移潛力等預測功能，為用戶探討“菌型-質粒-耐藥基因”的關聯性提供便捷的服務，例如下圖對碳青黴烯耐藥肺炎克雷伯菌的分析🧘‍♂️。

該項研究得到國家重點研發計劃🥖、國家自然科學基金🥂、上海市科委和EON体育4醫工交叉等項目的資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1093/nar/gkac321