红平红球菌复苏促进因子基因克隆及功能域分析

复苏促进因子(Rpf)广泛存在于高G+C含量的革兰氏阳性细菌中,与细菌生长及抵抗不良环境有关,不同细菌Rpf种类和数量有一定差异。红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)KB1分离自石油污染土壤,具有高效石油降解能力和环境适应性。为探索Rpf在红平红球菌KB1适应环境过程中作用,设计了复苏因子基因特异引物,从红平红球菌KB1基因组DNA扩增出4种rpf基因。序列分析发现4种基因分别与藤黄微球菌(Micrococcus luteus)rpf基因,结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)rpfB、rpfC及链霉菌(Streptomyces coelicolor)rpfB相似性较高。4个rpf基因编码蛋白都有一个类似Mt细胞复苏促进因子Rpf域,由大约70个氨基酸组成。其中Rpf-1与结核分枝杆菌、链霉菌RpfC相似,只含1个Rpf结构域;Rpf-2与结核分枝杆菌RpfB相似,含有1个Rpf域、1个G5域和2个DUF348;Rpf-3与链霉菌RpfB相似,含有1个Rpf域、G5域和3个DUF348;Rpf-4与藤黄微球菌Rpf相似,含1个Rpf域和1个LysM域。Rpf-2、Rpf-3含信号肽序列,Rpf-1、Rpf-4不含信号肽。     

微生物VBNC状态形成及复苏机制

99%以上的微生物因处于活的但非可培养(viable but non-culturable,VBNC)状态而无法分离培养。复苏促进因子(resuscitation-promoting factors,Rpfs)是培养获取VBNC菌的最重要突破。结合课题组近十余年从环境功能视角利用Rpf复苏培养VBNC菌的研究,本文在阐述微生物VBNC状态的形成及复苏进展的基础上,从VBNC菌形成及复苏过程出发,探究"探索因子"与群体感应的内在关系。并总结了课题组利用Rpf所复苏培养的具有潜在环境功能的VBNC菌种。本论文将为揭示微生物VBNC状态的形成及复苏机制提供新的思路,并为认识和重新评价Rpf法复苏培养VBNC菌在污染环境微生物修复中的作用提供理论依据。     

结核分枝杆菌RPF样蛋白家族及其功能

上世纪末,Mukamolova等从藤黄微球菌（Micrococcus luteus）发现一种分泌蛋白-复苏促进因子（Rpf）.该因子在皮摩尔浓度下能促进休眠期的藤黄微球菌及其他数种高G＋C含量的革兰氏阳性菌复苏和生长.结核分枝杆菌全基因组发现和该因子同源性较高的5个基因,预测产物都是分泌蛋白,一级结构都含有一个转糖基域.5个基因有一个共同的功能未知的域,3级结构预测该保守结构域和溶菌酶同源.重组表达的Rpf对不同种均有活性.5个rpf在不同生长时期均有表达,但调控有差异.     

藤黄微球菌Rpf活性蛋白的制取及其对红球菌VBNC菌体的复苏作用

【目的】克隆藤黄微球菌Micrococcus luteus IAM 14879(=NCIMB 13267)的复苏促进因子Rpf(resuscitation promoting factor)的基因,在大肠杆菌中表达获取基因重组蛋白,考察对近缘高GC革兰氏阳性菌红球菌Rhodococcus sp.DS471活的非可培养VBNC(viable but non-culturable)菌体的复苏促进生长能力。【方法】抽提制备藤黄微球菌的DNA,确定rpf基因引物进行PCR扩增,利用pET15b质粒载体并转化大肠杆菌DE3表达,以SDS-PAGE检验获取纯化重组蛋白;在培养基中添加Rpf,以MPN(most probable number)法计数、评价对VBNC状态菌体的复苏促进生长效果。【结果】基因测序证实获得藤黄微球菌的rpf基因并在大肠杆菌中表达;SDS-PAGE分析表明获得rpf基因的重组蛋白;该蛋白对处于VBNC状态的红球菌具有近100倍的复苏促进生长能力。【结论】成功克隆了藤黄微球菌的rpf基因,在大肠杆菌中获得了表达,表明了Rpf蛋白对处于VBNC状态的红球菌具有复苏促进生长效果。     

Rpf蛋白：一种激活休眠状态放线菌的复苏促进因子

放线菌能产生多样性丰富的小分子化合物，但大多数放线菌因为处于“活的尚未培养”状态而无法分离培养。造成“活的尚未培养”状态的原因之一可能是由于一些环境因素，例如有机物、重金属、抗生素等胁迫使细胞处于休眠保护状态，直到遇到适宜的条件才能继续复苏生长。复苏促进因子（Resuscitation-Promoting Factor，Rpf）是由某些放线菌分泌的一类蛋白质，首次在藤黄微球菌（Micrococcus luteus）中发现，之后人们对Rpf蛋白的功能和分布给予了更多的关注。Rpf蛋白能促进一些休眠的革兰氏阳性细菌复苏，这为“活的尚未培养”放线菌的分离培养提供了可能性。同时，针对一些致病放线菌物种，开发Rpf蛋白抑制物为相关疾病的治疗也提供了一条新的途径。基于此，本文对Rpf蛋白的结构组成、特征功能、作用机制及应用前景进行了简要的概述。     

广西蚕沙细菌组成多样性解析和VBNC菌群的发掘

【目的】解析广西蚕沙中细菌群落组成与多样性,为蚕沙中菌种资源发掘和蚕沙的综合利用提供科学依据。【方法】通过高通量测序技术研究细菌群落组成特征,同时利用常规稀释涂布平板法和基于复苏促进因子(Rpf)的MPN培养系统解析并筛选蚕沙中可培养和活的非可培养(VBNC)状态的优势菌群,并经16SrRNA基因测序对筛选得到的菌株作初步分类鉴定。【结果】高通量测序表明,广西蚕沙样品中细菌归属于10个门、18个纲、27个目、57个科、96个属,其中4个属的丰度达1%以上,优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)肠杆菌属(Enterobacter);通过稀释涂布平板法共获得14个属的33株可培养细菌,其中4个属(Citrobacter、Weissella、Chitinophaga、Pseudoclavibacter)在高通量测序中未被检测到;而在MPN培养系统中,基于复苏促进因子的处理组细菌总数最大检出丰度提高了100倍,并从中共检出21株对Rpf敏感的VBNC菌株,其中6个属(Paenibacillus、Caulobacter、Roseomonas、Pantoea、Erwinia、Acinetobacter)为传统分离法中未能获得的菌属,2个属(Paenibacillus和Caulobacter)在高通量测序中未被检测到。【结论】蚕沙细菌多样性丰富,不同方法解析蚕沙细菌组成多样性存在一定差异,而且通过添加Rpf首次发现了蚕沙中存在大量过去未被认知的VBNC状态细菌,其中从16S rRNA基因序列同源性推测有3个VBNC菌株为潜在新种。此研究结果为深入挖掘蚕沙中微生物资源提供了新的视角与途径,为蚕沙的综合处理提供了研究基础。     

活的但非可培养功能菌群对多氯联苯降解的探索进展

活的但非可培养(“viable but non-culturable”,简称VBNC)状态是微生物应对各种环境压力的一种生存机制.面对日益严重的异生质污染问题,研究污染胁迫下VBNC状态菌的潜在环境功能具有重要意义.该文阐述了VBNC状态菌的研究现状,针对多氯联苯微生物降解存在的问题,重点介绍环境中潜在VBNC功能菌群的复苏培养.提出利用藤黄球菌(Micrococcus luteus)复苏促进因子(resuscitation-promoting factor,简称Rpf)探索具有潜在多氯联苯降解功能的VBNC状态菌群,为多氯联苯高效降解菌群的筛选提供新思路.同时,结合VBNC状态菌絮凝、硝化除臭等方面的探索研究,对VBNC状态菌的潜在环境功能进行了展望.     

抗结核分枝杆菌RpfB结构域单克隆抗体的制备及鉴定

目的:制备抗结核分枝杆菌Rpf B结构域单克隆抗体。方法:将p PRO-EXHT-Rpf B domain原核表达载体接种于大肠杆菌DH5中,用IPTG诱导表达Rpf B结构域蛋白,以纯化的Rpf B结构域蛋白作为免疫原,皮下包埋免疫小鼠3次,每次间隔2周;分离小鼠的脾细胞,与Sp2/0细胞融合,克隆化制备抗Rpf B结构域单抗,ELISA检测其效价,鉴定其特异性和相对亲和力,观察制备的抗Rpf B结构域单抗对Rpf家族其他蛋白的识别能力及其对结核分枝杆菌和藤黄微球菌的生长抑制作用。结果:制备了3株抗Rpf B结构域单抗,特异性高,亲和力较强,均能特异性识别Rpf B结构域。经小鼠腹腔注射制备腹水并纯化,获得了较高纯度的单抗,所制备的抗Rpf B结构域多肽的单克隆抗体可以识别多种Rpf样蛋白及其结构域蛋白。在抗体滴度为1∶1000时可有效抑制Rpf B结构域对结核分枝杆菌H37Ra和藤黄微球菌的生长促进作用,提示抗Rpf B结构域单抗可能会抑制进入机体内生长停滞或潜伏感染的结核分枝杆菌的再次激活,可能具有预防隐性感染复发的作用。结论:抗Rpf B结构域单抗的制备为进一步研究Rpf B结构域的生物学和免疫特性提供了实验工具。     

南极乔治王岛冰锥洞微生物培养探索

【目的】南极洲具备独特的环境和相对的生物地理隔离,南极洲各类生境中蕴藏了大量尚未培养和难培养的微生物,也是新颖微生物物种的重要来源之一。本研究以南极冰锥洞这类特殊生境为研究对象,通过培养条件的多样化提升南极微生物的培养率和多样性,揭示南极冰锥洞可培养微生物类群多样性,为该环境可培养微生物功能研究奠定基础,也为南极极端环境未培养微生物的培养方法提供借鉴。【方法】通过采用不同培养基添加复苏促进因子(resuscitation promoting factor, Rpf)的方式,提高南极柯林斯冰盖冰锥洞生境中微生物的可培养率,探究该生境中微生物的多样性。采用4种不同营养水平的培养基,平行添加Rpf进行菌株培养,经分离纯化与16S rRNA基因鉴定,分析冰锥洞可培养微生物的多样性及培养条件对多样性的影响。【结果】本研究共分离培养细菌407株,涵盖5个门、18个科、29个属,其中：放线菌门(Actinomycetota)为优势门,占72.73%;微杆菌科(Microbacteriaceae)为优势科,占69.78%;Lacisediminihabitans属为优势属,占45.70%。从培养基效果...     

复苏促进因子研究进展

复苏促进因子是一类广泛存在于结核分枝杆菌等革兰阳性菌中的蛋白质,能促进休眠菌复苏。复苏促进因子的作用机制目前仍然是未知的,然而对此类蛋白的结构域预测及核磁共振分析显示其保守区具有溶菌酶样折叠。我们简要综述了国外对此类蛋白作用机制的研究进展。