12月5日，杭州電子科技大學(xué)自動化學(xué)院（人工智能學(xué)院），浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院，聯(lián)合浙江中醫(yī)藥大學(xué)，杭州微數(shù)生物科技有限公司在Briefings in Bioinfomatics（BIB）合作發(fā)表研究論文“Pdif-mediated Antibiotic resistance genes Transfer in Bacteria identified by pdifFinder”。BIB是計算生物學(xué)領(lǐng)域頂級期刊之一，最新影響因子13.994。 

細(xì)菌之間可以通過可移動遺傳元件（MGEs）進(jìn)行種間及種內(nèi)耐藥基因的水平轉(zhuǎn)移。XerC/XerD屬于酪氨酸重組酶，作用于染色體復(fù)制終點(diǎn)區(qū)的28bp的dif位點(diǎn)區(qū)域，以同源重組的方式解離染色體二聚體，并對DNA鏈兩端進(jìn)行特異性切割。XerCD-dif位點(diǎn)特異性重組系統(tǒng)被認(rèn)為是細(xì)菌間耐藥基因水平轉(zhuǎn)移的一種新途徑，但具體機(jī)制未明。

論文提出了一種用于預(yù)測細(xì)菌XerCD-dif位點(diǎn)的算法PdifSM，并開發(fā)在線工具pdifFinder用于快速識別注釋pdif位點(diǎn)以及pdif-ARGs模塊。算法工具pdifFinder的代碼、獨(dú)立的軟件包和帶教程的說明可以查看相關(guān)github鏈接。

圖1 在線工具pdifFinder主頁

通過分析來自717種微生物的31969條細(xì)菌質(zhì)粒序列，證實(shí)pdif位點(diǎn)可以介導(dǎo)耐藥基因AGRs在細(xì)菌種屬間的轉(zhuǎn)移與傳遞，細(xì)菌內(nèi)質(zhì)粒pdif序列存在有序列特異性和堿基偏好， 在不同菌屬中重復(fù)大量出現(xiàn)的高度相似pdif-ARGs模塊也進(jìn)一步證實(shí)XerCD-dif位點(diǎn)特異性重組系統(tǒng)在細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生與進(jìn)化過程中發(fā)揮了重要作用，是一種新的細(xì)菌多藥耐藥產(chǎn)生分子機(jī)制，為臨床抑制微生物耐藥性傳播提供了新思路。

圖2 含有pdif-tet替加環(huán)素耐藥基因模塊的質(zhì)粒序列比對線性圖

杭州電子科技大學(xué)自動化學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程碩士生邵夢潔和應(yīng)南嬌副教授、杭州微數(shù)生物科技有限公司梁倩為該文章的共同第一作者，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院華孝挺教授，浙江中醫(yī)藥大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳歡研究員，以及杭州微數(shù)生物科技有限公司劉程智副研究員為本文共同通訊作者。本研究得到了國家自然科學(xué)基金委及上?？茖W(xué)技術(shù)委員會的支持。杭州電子科技大學(xué)超級計算中心及阿里巴巴-浙江大學(xué)未來數(shù)字醫(yī)療聯(lián)合研究中心（AZDH）為本研究提供了計算資源支持。