微生物个体重测序是基于在个体水平上对微生物进行高通量测序，测序结果与参考基因组比对，进行变异检测的方法。通过重测序可获得大量的遗传变异信息，如单核苷酸多态性（SNP）、插入缺失（InDel）、结构变异（SV）、拷贝数变异（CNV）等，为后续揭示进化关系、挖掘功能基因等奠定数据基础。
| 产品类型 | 送样要求 |
| 微生物个体重测序 | 样品类型：基因组DNA样品； |
| 样品需求量：小片段文库≥0.2μg； | |
| 样品浓度：≥5ng/μl； | |
| 样品纯度：OD260/280= 1.8~2.2、 OD260/230=0.8-2.5； | |
| 样品质量：基因组完整，DNA主带清晰、无降解、无污染。 |
期刊：Cell and Bioscience 表时间：2021 影响因子：7.133 发表单位：华西口腔医院
研究背景
放射治疗后口腔微生物的变化被认为是放射性龋病发生的病因之一。有研究发现致龋微生物种类包括变异链球菌属、乳杆菌属和念珠菌属等。以往的研究发现变异链球菌在头颈部照射后牙菌斑的丰度显著增加，表明其在放射性龋病中起主要作用。然而，辐射对变异链球菌基因组和毒力的影响仍未被研究过。在本研究中，通过对变异链球菌进行X射线照射，然后分析其基因组的变化及其致龋性，以探讨X射线是如何直接影响口腔细菌的。
材料：变异链球菌野生型UA159X射线辐照后得到的变异链球菌突变体#858
测序：Illumina Hiseq
分析：qRT‑PCR、生物膜成像、细菌重测序、构建点突变菌株与敲除菌株、蛋白分离和SDS-PAGE、大鼠龋病模型实验等。
本研究测试了变异链球菌对X射线的敏感性，及在X射线对变异链球菌辐照后的变异链球菌悬浮液的生物膜形成能力。结果表明，治疗剂量的X射线可以影响变异链球菌的毒力特性。
图1 X射线对变异链球菌细胞活力和生物膜形成能力的影响
分离得到的147株菌种中，80Gy组分离得到了生物膜形成缺陷较多的菌株#858，发现菌株#858缺乏正常的粘附能力和生物膜形成能力，但#858的生物膜形成缺陷与细胞生长能力无关。SEM分析和共聚焦激光扫描显示，#858的生物膜稀疏且几乎没有EPS分布。进一步测量了EPS相关基因的表达，发现菌株#858的EPS生物合成基因（gtfB、gtfC、gtfD）均显著下调（图2h）。
图2 菌株#858生物膜形成能力降低
对#858进行了重测序分析发现， #858在gtfB上有3个同义突变位点，包括c.2043T＞C、 c.2100C＞T、c.2109A＞G。发现突变的密码子c.2043T＞C在转录水平上从AUU变为AUC，其使用频率从53.4‰下降到15.9，而另两个突变位点则前后无明显差异，这可能是#858生物膜形成能力丧失的原因。
表1 菌株#858相比野生型UA159所具有的基因突变
通过同源重组构建了一株点突变菌株 gtfB2043T＞C ，并构建了gtfB敲除菌株ΔgtfB 为对照。结果发现，与菌株#858相同，两个突变株表现出生物膜形成相较WT减少且不完整，这三株菌几乎不具有细胞外基质，同时生物膜厚度和EPS显著降低。尤其重要的是，与WT相比，这三种菌株中gtfB的表达显著下调。Gtf酶的蛋白表达表明，gtfB的“沉默突变”不仅降低了gtf基因的转录水平，而且降低了Gtf基因的蛋白水平。
图3 点突变菌株gtfB2043T＞C可以降低EPS的产生及生物膜的形成
为了验证同义突变c.2043T＞C引起的GTFB降低是否会影响脱矿能力，分别使用使用横向显微照相（TMR）测试变异链球菌菌株的脱矿效果。研究发现，所有变异链球菌均引起明显的釉质脱矿。三个菌株的矿物质损失和病变深度显著低于WT，而他们三者间无较大显著差异。
图4 点突变菌株gtfB2043T＞C可以抑制牙釉质脱矿
比较了变异链球菌菌株在体内的致龋能力发现，gtfB基因的同义突变c.2043T ＞C在体外可减少牙齿脱矿，在体内可降低变异链球菌的致龋能力。
图5 gtfB基因的同义突变可降低变异链球菌的致龋能力
本文研究了主要致龋菌变异链球菌在X射线的治疗剂量照射下其基因组突变和毒力变化。该研究为辐射可以直接影响变异链球菌的表型和诱导毒力基因突变提供了有价值的信息，并提示接受放射治疗的患者除了要注意辐射引起的组织损伤外，还应警惕口腔病原菌的毒力变化。
Wang Z, Zhou Y, Han Q, et al. Synonymous point mutation of gtfB gene caused by therapeutic X-rays exposure reduced the biofilm formation and cariogenic abilities of Streptococcus mutans[J]. Cell and Bioscience, 2021.
