噬菌體學(xué)：從理論到實(shí)踐

目錄
第一篇 基礎(chǔ)理論篇
1 噬菌體的研究史及展望 02
第一節(jié) 噬菌體的發(fā)現(xiàn) 02
第二節(jié) 噬菌體研究對生命科學(xué)的歷史貢獻(xiàn) 05
第三節(jié) 噬菌體的應(yīng)用與展望 08
2 噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與繁殖 15
第一節(jié) 宿主細(xì)菌結(jié)構(gòu)和生理 15
第二節(jié) 噬菌體的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 17
第三節(jié) 噬菌體的繁殖 21
第四節(jié) 溶原與假溶原 47
3 噬菌體的分類與命名 51
第一節(jié) 病毒分類和命名的一般規(guī)則 51
第二節(jié) ICTV發(fā)布的噬菌體分類和命名 52
第三節(jié) 新分離噬菌體的命名和分類 53
4 噬菌體相關(guān)的數(shù)學(xué)問題 55
第一節(jié) 噬菌體計(jì)數(shù) 56
第二節(jié) 噬菌體與細(xì)菌比 57
第三節(jié) 噬菌體吸附 60
第四節(jié) 噬菌體群體生長 62
5 噬菌體復(fù)制的基因調(diào)控 65
第一節(jié) 噬菌體吸附宿主菌的分子基礎(chǔ)與調(diào)控 66
第二節(jié) 噬菌體基因組進(jìn)入宿主菌的策略 68
第三節(jié) 噬菌體裂解溶原的調(diào)控機(jī)制 70
第四節(jié) 噬菌體溶原狀態(tài)的維持與前噬菌體誘導(dǎo) 74
第五節(jié) 噬菌體基因組的復(fù)制與調(diào)控 76
第六節(jié) 基于轉(zhuǎn)錄終止與抗終止的噬菌體基因調(diào)控 78
第七節(jié) 子代噬菌體的組裝、成熟與釋放調(diào)控 78
第八節(jié) 噬菌體裂解宿主菌的機(jī)制 79
第九節(jié) 細(xì)菌和噬菌體之間的交互調(diào)控 81
6 噬菌體調(diào)控宿主代謝的機(jī)制 84
第一節(jié) 噬菌體編碼蛋白抑制細(xì)菌分裂 84
第二節(jié) 噬菌體編碼蛋白抑制細(xì)菌DNA復(fù)制 87
第三節(jié) 噬菌體編碼蛋白抑制細(xì)菌轉(zhuǎn)錄 91
第四節(jié) 噬菌體編碼蛋白影響RNA降解 95
第五節(jié) 噬菌體影響宿主的翻譯過程 97
第六節(jié) 噬菌體基因編碼抑制細(xì)菌CRISPR-Cas系統(tǒng) 98
第七節(jié) 噬菌體編碼蛋白影響細(xì)菌代謝 100
7 噬菌體生態(tài)學(xué) 103
第一節(jié) 自然界中噬菌體的生態(tài)分布 103
第二節(jié) 裂解性噬菌體的生態(tài)功能 108
第三節(jié) 溶原性噬菌體的生態(tài)功能 112
第四節(jié) 環(huán)境因子對噬菌體與宿主相互作用的影響及其機(jī)制 114
8 人體噬菌體組 119
第一節(jié) 人體噬菌體組的研究方法與挑戰(zhàn) 119
第二節(jié) 人體噬菌體組結(jié)構(gòu)特征 123
第三節(jié) 人體中噬菌體組與細(xì)菌組及與人體的相互作用 126
第四節(jié) 特定疾病狀態(tài)下噬菌體組組成特征 127
9 噬菌體進(jìn)化生物學(xué) 131
第一節(jié) 進(jìn)化的內(nèi)因與外因 132
第二節(jié) 噬菌體的進(jìn)化 133
第三節(jié) 噬菌體細(xì)菌共進(jìn)化 138
10 噬菌體與細(xì)菌致病性 144
第一節(jié) 噬菌體編碼細(xì)菌外毒素 144
第二節(jié) 噬菌體編碼其他細(xì)菌毒力相關(guān)蛋白 150
第三節(jié) 噬菌體介導(dǎo)細(xì)菌抗生素抗性基因轉(zhuǎn)移 154
第四節(jié) 噬菌體影響細(xì)菌致病性 155
11 噬菌體與哺乳動(dòng)物的相互作用 163
第一節(jié) 噬菌體在哺乳動(dòng)物機(jī)體中的分布 163
第二節(jié) 治療用噬菌體在哺乳動(dòng)物體內(nèi)的過程 167
第三節(jié) 噬菌體引發(fā)的機(jī)體固有免疫應(yīng)答 170
第四節(jié) 噬菌體引發(fā)機(jī)體產(chǎn)生的適應(yīng)性免疫應(yīng)答 173
第五節(jié) 基于藥代動(dòng)力學(xué)的噬菌體工程化改造 175
12 細(xì)菌對噬菌體的免疫機(jī)制 177
第一節(jié) 抑制噬菌體吸附 178
第二節(jié) 阻斷噬菌體核酸注入 180
第三節(jié) 降解噬菌體核酸 181
第四節(jié) 介導(dǎo)噬菌體的流產(chǎn)感染 187
第二篇 實(shí)踐應(yīng)用篇
13 CRISPR-Cas系統(tǒng)在基因組編輯中的應(yīng)用 196
第一節(jié) CRISPR-Cas系統(tǒng)的背景介紹 196
第二節(jié) 抗CRISPR蛋白及其作用機(jī)制 199
第三節(jié) CRISPR-Cas9系統(tǒng)在基因組編輯中的應(yīng)用 201
第四節(jié) CRISPR-Cas系統(tǒng)在病原微生物檢測中的應(yīng)用 205
14 噬菌體與合成生物學(xué) 207
第一節(jié) 噬菌體對合成生物學(xué)的貢獻(xiàn) 207
第二節(jié) 人工噬菌體合成與改造技術(shù) 209
第三節(jié) 人工合成噬菌體的應(yīng)用 212
15 噬菌體治療在人類疾病中的應(yīng)用 216
第一節(jié) 噬菌體治療的歷史 216
第二節(jié) 噬菌體治療的現(xiàn)狀 221
第三節(jié) 噬菌體臨床應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展 228
第四節(jié) 噬菌體臨床應(yīng)用的瓶頸和方向 230
16 噬菌體基因編碼產(chǎn)物的抗細(xì)菌感染作用 235
第一節(jié) 噬菌體裂解細(xì)菌的分子基礎(chǔ)——裂解系統(tǒng) 235
第二節(jié) 噬菌體裂解酶 236
第三節(jié) 與裂解相關(guān)的其他噬菌體編碼蛋白 249
第四節(jié) 噬菌體解聚酶 252
第五節(jié) 尾突蛋白 255
17 噬菌體在生物檢測中的應(yīng)用 257
第一節(jié) 利用基因工程噬菌體直接或間接顯現(xiàn)熒光信號 257
第二節(jié) 利用噬菌體形成肉眼可見的單克隆噬斑 260
第三節(jié) 利用與噬菌體組裝的材料間接呈現(xiàn)樣品信號 262
第四節(jié) 擴(kuò)增噬菌體基因組的特異條帶 264
第五節(jié) 細(xì)菌的噬菌體分型 266
18 噬菌體在食品安全中的應(yīng)用 268
第一節(jié) 食品安全中的重要威脅 269
第二節(jié) 噬菌體在食源性病原菌中的應(yīng)用 271
第三節(jié) 噬菌體在不同食品中的應(yīng)用 274
第四節(jié) 食品行業(yè)商品化噬菌體制劑研發(fā)現(xiàn)狀 278
第五節(jié) 噬菌體在食品生物防控中的隱患及建議 280
19 噬菌體在畜禽細(xì)菌感染防治中的應(yīng)用 283
第一節(jié) 噬菌體防治動(dòng)物細(xì)菌感染的早期研究 283
第二節(jié) 噬菌體防治動(dòng)物感染的近期研究 284
第三節(jié) 動(dòng)物養(yǎng)殖領(lǐng)域限抗與噬菌體應(yīng)用前景 292
20 噬菌體在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用 296
第一節(jié) 水體中的噬菌體 296
第二節(jié) 水產(chǎn)養(yǎng)殖中的細(xì)菌性疾病防控現(xiàn)狀 297
第三節(jié) 噬菌體在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用 300
第四節(jié) 噬菌體在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用途徑及現(xiàn)狀 310
21 噬菌體在土壤環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用 313
第一節(jié) 用噬菌體療法滅活土壤環(huán)境系統(tǒng)中的致病菌 313
第二節(jié) 噬菌體技術(shù)修復(fù)重金屬污染 317
第三節(jié) 噬菌體對土壤生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的影響 319
22 噬菌體在疾病防控中的應(yīng)用 323
第一節(jié) 院內(nèi)感染的嚴(yán)重性亟待解決 323
第二節(jié) 噬菌體生存的環(huán)境條件 325
第三節(jié) 應(yīng)用噬菌體殺菌的必要條件 327
第四節(jié) 噬菌體在疾病防控上的應(yīng)用 330
第五節(jié) 氣霧式噬菌體環(huán)境清潔劑的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn) 334
23 噬菌體與發(fā)酵工業(yè) 338
第一節(jié) 噬菌體對工業(yè)化發(fā)酵的危害 338
第二節(jié) 控制噬菌體污染的方法與策略 345
第三節(jié) 用噬菌體控制發(fā)酵罐中的細(xì)菌污染 357
24 噬菌體載體及其應(yīng)用 364
第一節(jié) 基于絲狀噬菌體的載體 364
第二節(jié) 噬菌粒載體 367
第三節(jié) λ噬菌體載體 370
第四節(jié) 噬菌體P1克隆系統(tǒng) 373
第五節(jié) 噬菌體表達(dá)載體 377
第六節(jié) 噬菌體作為分子治療載體 378
25 噬菌體展示技術(shù)及其應(yīng)用 380
第一節(jié) 噬菌體展示技術(shù)原理及特點(diǎn) 380
第二節(jié) 噬菌體展示技術(shù)的應(yīng)用 390
第三篇 操作技術(shù)篇
26 噬菌體分離和純化 398
第一節(jié) 從天然環(huán)境中分離純化噬菌體 398
第二節(jié) 噬菌體儲(chǔ)備液的制備、純化和貯存 405
第三節(jié) 噬菌體的保存 409
第四節(jié) 特定噬菌體的分離案例 410
27 噬菌體生物學(xué)性質(zhì)測定 425
第一節(jié) 噬菌體計(jì)數(shù) 425
第二節(jié) 噬菌體宿主譜的測定 434
第三節(jié) 噬菌體成斑效率的測定 435
第四節(jié) 噬菌體吸附性質(zhì)測定 437
第五節(jié) 噬菌體一步生長曲線的測定 441
28 噬菌體電子顯微鏡技術(shù) 446
第一節(jié) 電子顯微鏡在噬菌體研究中的應(yīng)用 446
第二節(jié) 噬菌體形態(tài)學(xué)的透射電子顯微鏡技術(shù) 447
第三節(jié) 觀察噬菌體感染周期的超薄切片技術(shù) 451
29 噬菌體冷凍電子顯微鏡技術(shù) 455
第一節(jié) 冷凍電鏡技術(shù)原理及發(fā)展 455
第二節(jié) 冷凍電鏡三維重構(gòu)方法 460
第三節(jié) 冷凍電鏡在噬菌體研究中的應(yīng)用及實(shí)例 466
30 噬菌體基因組測序與分析 472
第一節(jié) 噬菌體基因組提取及純化 472
第二節(jié) 噬菌體基因組測定 476
第三節(jié) 基因組文庫構(gòu)建及測序 478
第四節(jié) 測序數(shù)據(jù)分析 483
31 從噬菌體單噬斑擴(kuò)增噬菌體基因組與測序 486
第一節(jié) 噬菌體分離純化 487
第二節(jié) 噬菌體全基因組擴(kuò)增 489
第三節(jié) 噬菌體全基因組測序 499
32 噬菌體基因組序列的注釋 504
第一節(jié) 全基因組BLAST比對 504
第二節(jié) 基因組末端鑒定 505
第三節(jié) 基因鑒定 510
第四節(jié) 系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建 515
第五節(jié) 結(jié)構(gòu)域鑒定 525
33 噬菌體基因組的數(shù)據(jù)挖掘及可視化 527
第一節(jié) 從宏基因組數(shù)據(jù)中識別噬菌體序列 528
第二節(jié) 噬菌體的比較基因組分析 547
第三節(jié) 噬菌體基因組數(shù)據(jù)的可視化 561
34 噬菌體基因組核酸堿基修飾的鑒定 572
第一節(jié) 初步判斷噬菌體基因組是否含修飾堿基 573
第二節(jié) 噬菌體修飾堿基的分離分析技術(shù) 576
第三節(jié) 應(yīng)用第三代測序技術(shù)檢測噬菌體修飾堿基 580
35 噬菌體/宿主相互作用研究技術(shù) 587
第一節(jié) 噬菌體受體結(jié)合蛋白的鑒定 587
第二節(jié) 噬菌體展示研究蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用 590
第三節(jié) 噬菌體的轉(zhuǎn)導(dǎo)能力測試 594
第四節(jié) 細(xì)菌轉(zhuǎn)座子文庫的構(gòu)建與應(yīng)用 596
36 噬菌體與宿主菌的轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析 600
第一節(jié) 概述 600
第二節(jié) 噬菌體與宿主菌轉(zhuǎn)錄組分析的樣本制備 602
第三節(jié) 噬菌體細(xì)菌相互作用的基因組芯片轉(zhuǎn)錄組分析 604
第四節(jié) 噬菌體細(xì)菌相互作用的RNA-seq轉(zhuǎn)錄組分析 605
37 噬菌體遺傳改造技術(shù) 616
第一節(jié) 裂解性噬菌體遺傳操作技術(shù) 617
第二節(jié) 溶原性噬菌體遺傳操作技術(shù) 625
38 噬菌體結(jié)構(gòu)蛋白研究方法 627
第一節(jié) 噬菌體結(jié)構(gòu)蛋白的SDS-PAGE分析 627
第二節(jié) 噬菌體結(jié)構(gòu)蛋白的質(zhì)譜分析 634
39 噬菌體治療制劑制備方法 640
第一節(jié) 噬菌體治療制劑制備的共性原則——GMP生產(chǎn)要素 640
第二節(jié) 噬菌體制劑中內(nèi)毒素的去除和檢測方法 645
第三節(jié) 微囊化噬菌體制劑的制備方法 647
第四節(jié) 注意事項(xiàng) 653
40 噬菌體注冊監(jiān)管法規(guī)要求與產(chǎn)品安全生產(chǎn) 654
第一節(jié) 國際噬菌體產(chǎn)品的市場準(zhǔn)入規(guī)定 654
第二節(jié) 噬菌體產(chǎn)品的質(zhì)量安全及相關(guān)工藝 667