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志贺菌、大肠杆菌和沙门菌均是肠道性疾病的病原体,对人类的身体健康产生严重影响,并且对家庭以及社会造成比较严重的经济负担。细菌通过自身基因突变和获得外源性耐药基因产生耐药性,耐药基因的水平转移使得细菌更能产生广泛的耐药性。成簇的规律间隔的短回文重复序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)是细菌获得性免疫的一个机制,其可以获得外源性基因从而抵抗外来遗传元素。目的提取志贺菌、大肠杆菌和沙门菌数据库中的CRISPR序列,阐述不同种属细菌CRISPR结构特征,描述分布规律,探索spacer序列的形成机制及意义,为进一步研究CRISPR/Cas机制以及特性提供参考。方法1从CRISPRdb获得7株志贺菌、52株大肠杆菌和39株沙门菌的CRISPR相关信息,从Gen Bank中获得107株志贺菌基因组序列;12株实验室保存志贺菌和33个临床分离志贺菌CRISPR的spacer也纳入此次研究。2利用多序列比对分析志贺菌、大肠杆菌和沙门菌CRISPR结构特征,利用Weblogo、RNAfold分析CRISPR中的重复序列,并用DNAMAN构建cas1和cas2基因同源树;利用CRISPRTarget及BLAST对spacer序列进行分析。结果1志贺菌、大肠杆菌及沙门菌存在的CRISPR相似,志贺菌中存在的有CRISPR1/2(CRISPR1、CRISPR2)和CRISPR3;大肠杆菌中不仅有CRISPR1/2和CRISPR3/4(CRISPR3、CRISPR4),还发现有新的CRISPR,命名为CRISPR5/6(CRISPR5、CRISPR6);沙门菌中主要存在的是CRISPR1/2,同样也发现了新的CRISPR(命名为CRISPR5/6)。2对于大肠杆菌和沙门菌,CRISPR1/2的上游侧翼序列序列一致性分别为69.5%(34株)、93.5%(35株),下游为92.3%(32株)、91.4%(32株),在CRISPR1的下游和CRISPR2的上游侧翼序列分为2或3个组,CRISPR3/4和CRISPR5/6有相似的特点。不同位置CRISPR中的unique spacer所占的比例不同,CRISPR1/2和CRISPR5/6在沙门菌分别为33.6%和68.6%,CRISPR1/2、CRISPR3/4和CRISPR5/6在大肠杆菌分别为54.3%、47.4%和68.6%。3分析Gen Bank中志贺菌时发现,某些CRISPR第一个和末端重复序列存在碱基的差异。不同志贺菌中cas基因簇会发生某些cas基因的缺失,在cas基因中也发现IS序列。志贺菌中的cas1和cas2基因均分为两个部分,其序列相似性不低于70%。志贺菌中CRISPR-Q1的spacer数目与CRISPR1/CRISPR2存在正相关。4经过对spacer序列分析,其可分成3个类型,I型spacer匹配的是一个基因片段,可能是编码区、非编码区序列或是编码区与非编码区序列的结合;II型spacer可能匹配2个或多个基因片段,其可能是多个基因片段的拼接融合;III型是未定的。经过对spacer匹配基因编码产物分析,其包含有多种类型,有的是Cas蛋白,有的与细菌自身的生存有关,有的与本身结构相关,有的是功能性蛋白。结论1.志贺菌、大肠杆菌和沙门菌中均存在CRISPR。2.志贺菌、大肠杆菌和沙门菌不同位置CRISPR的侧翼序列序列一致性不同。3.志贺菌不同CRISPR重复序列的保守性不同,cas基因簇的cas基因经常会发生变化。4.Spacer序列存在多种形成机制,其匹配基因编码产物丰富,包含多种类型。