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结核病(tuberculosis，TB)是由其病原菌——结核分枝杆菌造成的、严重危害人类健康的重要传染病之一。虽然近年来结核病发病率和死亡率都略有下降，但全球每年新增结核病患者仍然有850万，每年有近140万人死于结核病。临床发现的多药耐药结核(multidrug-resistance tuberculosis，MDR-TB)、广泛耐药结核(extensive drug-resistance tuberculosis，XDR-TB)和全耐药结核(totally drug-resistant tuberculosis，TDR-TB)的患者数量也在不断增加。三分之一的HIV患者最后死于结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis，MTB)合并感染。结核分枝杆菌耐药性对人类健康造成了严重的威胁。控制结核病需要在传统治疗的基础上另辟蹊径，研发新的抗结核药物。 随着抗生素抗性菌株的增加，噬菌体的治疗作用又引起了研究人员的兴趣。虽然噬菌体治疗在欧美国家很长时间没有得到重视，但是在前苏联国家已被广泛的研究和临床应用。以耻垢分枝杆菌为宿主，本研究筛选出两株新分枝杆菌噬菌体，分别命名为CASbig(NO: KC701493)和WIVsmall(NO: KC736071)，并进行了全基因组测序、比较基因组学分析和生物信息学分析。CASBig噬菌体全长为53369bp，预测有91个ORFs，其噬菌斑直径较约为1cm，通过电镜观察其颗粒形态证明CASbig属于长尾噬菌体。CASbig的最佳感染复数为1∶0.1，一步生长曲线显示其爆发时间为120min。通过Dot-plot和进化树分析，表明CASbig属于分枝杆菌噬菌体A1家族。分枝杆菌噬菌体D29有较强的裂解效率，通过比较D29与CASbig的基因组我们发现，二者在tRNA数量和类型、基因密码子偏好性、噬菌体裂解酶结构域及免疫抑制蛋白等方面存在明显差异，推测这种差异是造成二者裂解效率不同的原因。WIVsmall噬菌体全长为53359bp，编码有80个ORFs，其最佳感染复数为1∶0.1，一步生长曲线显示爆发时间为140min。通过Dot-plot和进化树分析，表明WIVsmall属于分枝杆菌噬菌体的F1家族。对WIVsmall进行生物信息学分析发现，WIVsmall的编码基因偏爱使用第三位碱基为G或C的密码子，其大部分基因都位于期望曲线以下，表明密码子偏性除了受基因组GC％含量这一由于碱基突变引起的影响外，其它因素对密码子的使用也具有重要影响。密码子对应分析显示，WIVsmall的密码子使用模式有明显的蛋白功能特异性，其基因组编码的蛋白糖基化酶、噬菌体结构类蛋白和噬菌体裂解酶等不同功能的蛋白有不同的密码子偏好性。同时，本研究发现一个新的分枝杆菌噬菌体分类方法，将噬菌体全部编码基因作为一个样本，基于密码子偏好性对应分析，可以将分枝杆菌噬菌体分为不同的家族和亚家族，与传统的基于基因组序列比对的方法相比，该方法更加准确和简便。在噬菌体家族成员较少时，基于基因组碱基序列比对的方法容易造成分类错误。按照新的分类方法，本研究发现了分枝杆菌噬菌体M和H家族各有一个噬菌体可能存在分类错误。 细菌素是一种小分子抗菌肽，来源广泛，可由各类型细菌分泌产生。其抑菌作用有种属特异性，大部分只抑制与细菌素产生菌株亲缘关系较近的菌株。细菌素一般通过在细菌细胞膜上形成孔洞，造成细菌内容物外漏而杀灭靶细菌。大量研究证实细菌素作为临床治疗因子有很大的应用潜力。本研究筛选出一株产细菌素的未知菌株，16S rDNA和微生物鉴定仪的结果证明该菌株属于分散泛菌，并命名为P.dispersaW18，其所产细菌素命名为pantocinWH-1。P.dispersaW18只在寡养的培养基才产生细菌素pantocinWH-1，在丰富培养基如LB培养基中不能产生活性的细菌素。pantocinWH-1只对分枝杆菌有较强抑制活性，表明其具有较独特的活性机制。对pantocinWH-1进行分离纯化，质谱结果显示其分子量为1927Da，N末端测序显示其前15个氨基酸残基序列为:EQDEHDVFDGYGFLQ。M.smegmatis mc2155与pantocinWH-1共孵育后，电镜结果显示前者细胞壁明显变厚，表明细菌素pantocinWH-1的作用机制类似于抗菌肽PGla。以感染自主发光结核菌H37Rv(virulent autoluminescent strain of M.tuberculosis H37Rv, UAlRv)的小鼠为模型，将15μg/mL的pantocinWH-1静脉注射进该小鼠后，结果表明在第二天即可观察到UAlRv的荧光值显著降低，预示其在体内有较好的应用前景。 本研究的结果为更好地理解分枝杆菌噬菌体基因组提供了新的证据，新发现的细菌素为研发抗结核新药物提供了可能的潜在靶分子。