基因工程和蛋白质工程

这个夏天，德国爆发了严重的大肠杆菌疫情，3500人感染，50人死亡。全世界多个研究小组迅速调动他们的实验室，对这种细菌基因组进行测序和分析，在几天之内找到有效的治疗方案。马里兰大学医学院的David Rasko正是其中的一位，他与来自丹麦国立血清研究所的小组合作，对细菌进行测序，并研究了此次爆发的流行病学。在本周举行的美国分子病理学会年会上，Rasko谈了他的经验，他认为全基因组测序能在快速响应疾病爆发上占据一席之地。
Rasko谈到，来自华大基因、德国哥廷根大学、美国/丹麦小组的研究人员及其他都利用了不同的技术对细菌进行测序，而每一种技术都有其自身的优势。利用Life Technologies的Ion Torrent个人型操作基因组测序仪（PGM），德国和中国的研究人员能够在3小时内测序，并在5天内开发出诊断检测。随后研究小组发布了多名研究人员分析出的原始数据。
Rasko的小组则利用Pacfic Biosciences的技术来对细菌测序。尽管PacBio的仪器耗时略长，但Rasko表示他的研究小组产生了更长的读取。由于所有技术和快速分析是由专家完成的，所以研究小组能够将此次爆发菌株的基因组与其他大肠杆菌菌株进行比较，构建了一个系统发育树，并确定此菌株（O104:H4）是从未出现过的，携带了志贺氏毒素。
功能基因组学分析告诉研究人员，就像平时细菌感染一样使用环丙沙星进行治疗，会使病人感觉更糟，这正是因为志贺氏毒素。而比较基因组学分析表明，爆发菌株中存在的一个质粒赋予了它耐药性的基因。Rasko认为，所有这些表明全基因测序及随后的基因组学分析可协助医生更及时、彻底、高效地对付疾病爆发。（生物通