作者:张好诚 衣晓峰 乔蕤琳 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2011-12-13 15:35:49
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哈医大刘树林教授提出界定细菌物种新标准
 
受权威的伯杰氏国际系统微生物学学会期刊约稿,由我国著名细菌学研究专家、哈尔滨医科大学刘树林教授撰写文章并首次提出了界定细菌物种的“3C”标准。有了这一“3C”标准,人们有望重新审视迄今人类已经通过的既往标准确定或待定的细菌物种,其最直接的社会意义是指导临床诊断和治疗。
 
1684年,一位荷兰眼镜商人通过自制的显微镜,首次观察到一些“微小动物”,这是人类历史上第一次“看到”细菌。在过去的300多年里,人们相继发现了上万种细菌,这些细菌大多无致病性,只有少数能引起人类、动物或植物的疾病。由此,人们不禁要问,到底如何将细菌进行分类,把不同的细菌分成为种从而与其他的“种”(即分类学上的“物种”)区别开来呢?多少年来,无数的科学家试图建立不同的方法学和利用不同的技术手段对细菌进行分类,并推出了一系列的标准,有些被人们沿用至今,然而这些方法学自身或多或少都存在着缺憾和不足之处。如上世纪70年代,人们通过全基因组DNA-DNA杂交,其DNA交换率达到70%以上则被认为是一个“种”,此方法直到今天依然被人们应用。目前被科学界所认同的分类方法是16SrRNA的相似性97%以上,且DNA-DNA杂交重组率大于70%。
 
在多年的科研实践中,刘树林认为这一方法并不理想。他指出,16SrRNA的序列相似性及DNA重组率在细菌中并无明显的界限,而70%和97%都是人为硬性界定的,缺少科学道理,且无法将细菌进行明确分类。因此,多年来他一直致力于细菌分类学方面的潜心探讨,于前不久在国际上首次提出细菌分类学“3C”标准,即:1、同一物种的所有成员亲缘关系密切;2、近缘但是不同物种之间有清晰的遗传边界;3、同一物种的所有成员具有共同的生物学特性,而这些特征性的生物学特性不见于任何其他物种。这3条标准的英文表述都是由英文字母C开头,因而被命名为“3C”标准。
 
对此,刘树林以沙门菌为例,对“3C”标准做出了解释。一个多世纪以来,沙门菌一直作为重要的致病菌被学界广泛研究。这些细菌可引起人和动物的致病,甚至导致死亡。然而,有关沙门菌的分类方法始终没有定论。沙门菌中引起人类伤寒病的伤寒沙门菌和另一种只能引起胃肠炎的鼠伤寒沙门菌在目前的分类学来看,均被认为属于肠炎沙门菌亚种。按“3C”标准衡量的话,刘教授则确认,伤寒沙门菌和鼠伤寒沙门菌并非“亲哥俩”。他从脉冲场分析数据中发现,所有的伤寒沙门菌和鼠伤寒沙门菌之间其酶切结果明显不同,而伤寒沙门菌或鼠伤寒沙门菌不同菌株之间却非常相似。另一方面,从基因组测序的结果,同样发现伤寒沙门菌和鼠伤寒沙门菌间有着很大的序列上的差异。最后,它们各自均有着不同的进化史、致病性、宿主范围,以及基因组学特点。经过实验验证,这两种细菌之间DNA的交换频率也非常低。由此断定,伤寒沙门菌和鼠伤寒沙门菌不应属于同一个物种的细菌。
 
刘树林评价,“细菌分类方法学的建立是一个漫长的过程,虽然我们总结前人经验,并结合我们团队的发现在世界上首次提出此理论,同时得到同行们的高度关注和认同,并于今年受伯杰氏国际系统微生物学学会期刊特邀撰写文章对‘3C’分类方法做出明确阐述,但这个标准仍需要我们进一步探索和继续验证,并在实践中不断完善”。
 
 
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