多位点序列分型（MLST）：细菌分类的“DNA指纹”

多位点序列分型（MLST）：细菌分类的“DNA指纹”

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weshengxin/article/details/144798400

多位点序列分型（MLST）是一种基于细菌基因组中管家基因序列分析的分类方法，通过测定多个保守基因的核苷酸序列，可以精确区分细菌的不同亚型，广泛应用于细菌分类、流行病学追踪和抗生素耐药性研究等领域。

MLST分型，简单来说，就是通过测定细菌基因组中多个管家基因（如aroA、cobQ等）的核苷酸序列，来进行细菌的分类和鉴定,从而了解它们的遗传背景和进化关系。这些管家基因就像是细菌的“身份证”，每个细菌都有自己独特的序列组合，就像我们的DNA指纹一样。

MLST的工作原理

MLST的核心在于分析细菌基因组中通常是七个关键的守护基因（house-keeping genes）。这些基因在细菌生命周期中发挥着基本的维持功能，因此变异较少，适合作为鉴定的基准。通过对这些基因内部的大约450到500个碱基对的片段进行序列分析，我们可以得到高度精确的数据。 由于大多数细菌种的守护基因具有足够的变异性，每个位点上都有许多等位基因存在。对于每一个细菌分离株，七个位点上的等位基因组合定义了其等位基因轮廓或者序列型（ST）。因此，每一个细菌分离株都可以通过七个代表等位基因的数字序列来精确地表征。

MLST分型的优势

2. 高分辨率：MLST能够区分出同种细菌之间的微小差异，将细菌分为更多的亚型，这对于研究细菌的遗传多样性、追踪病原体的传播路径和进化关系非常有帮助。
4. 全球适用：MLST方案适用于多种微生物，不同微生物群体有不同的MLST方案，而且由于等位基因编号的标准化，在不同的实验室甚至国际间都能方便地进行比较。这对于研究细菌在流行病学上在全球的传播情况非常有帮助。
   3、 高稳定性和可重复性：MLST的结果具有很高的稳定性和可重复性，不同实验室之间的结果可以相互比较和验证。其所选的管家基因通常不参与重组事件，且其序列的变化主要由突变引起，因此可以反映菌株的遗传背景。
6. 广泛应用：MLST不仅适用于细菌的分类和鉴定，还可以用于研究细菌的流行传播、抗生素耐药性等问题，对于公共卫生和临床医疗具有重要意义。

MLST在实际应用中的操作流程

2. 菌种的确定：在开始MLST分析之前，首先要明确所研究的菌株属于哪个菌种。因为不同的菌种其管家基因是不同的。
4. 引物设计与扩增：对于一些还没有成熟MLST方案的细菌，需要根据已确定的管家基因设计引物。利用这些引物通过PCR技术扩增出管家基因的目标片段。
6. 序列测定与分析：将PCR扩增得到的片段进行DNA测序，现在可以使用二代或者三代测序技术。得到序列后，与数据库中的等位基因图谱进行匹配，从而确定每个管家基因的等位基因编号，最终确定菌株的ST。

两个MLST分型工具

2. PubMLST ： PubMLST是一个经典的在线细菌分型工具，除MLST外，还提供核心基因组MLST（core genome MLST，cgMLST）、核糖体MLST（Ribosomal MLST）和其他的一些细菌分型方法。 PubMLST官网https://pubmlst.org/。
4. mlst： mlst是一款可进行MLST分析的Linux命令行工具，可以处理FASTA/GenBank/EMBL格式的数据（同时支持原文件和gzip、zip、bzip压缩文件）。

结语

MLST分型作为一种高效、准确的细菌分类方法，广泛应用于细菌种群结构研究和抗生素耐药性（AMR）检测。完成MLST分型后，可以对结果进行可视化，包括最小生成树绘制和层级聚类分析等。如果你觉得命令行操作麻烦，可以在Galaxy生信云平台（ usegalaxy.cn）上使用mlst轻松快捷地进行MLST分型分析。

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