志贺菌福氏2a入侵上皮细胞诱导表达的毒力相关基因筛选与鉴定

采用体内表达技术的研究策略筛选了志贺菌福氏2a侵入上皮细胞后诱导表达的基因, 用基因突变技术进一步对它们的功能进行了鉴定. 结果共筛选到13个胞内诱导基因, 其中2个DNA甲基化相关基因、1个代谢相关基因、1个转录调控基因、3个插入成分、3个反义转录体、3个未知功能基因. 突变体分析发现, 3-甲基糖基化酶Ⅱ, 柠檬酸裂合酶的编码基因和未知功能基因wcaJ的突变体在细胞和动物感染实验中都显示其存活增殖能力的降低, 表明这些基因可能参与了志贺菌在上皮细胞内的存活和增殖. 同时也表明, 这种在上皮细胞内的存活增殖能力是志贺菌主要的毒力体现之一. 但是, 未知功能基因yaiC的突变体只在动物体内表现出明显的毒力缺陷, 在上皮细胞内没有明显的增殖缺陷, 这表明yaiC基因参与其他毒力作用机制. 研究结果对深入认识志贺菌的致病机理有重要意义.     

福氏2a志贺氏菌sitC插入突变体的构建、检测及微阵列分析

针对在低拷贝自杀质粒pCVD442中难以进行基因操作的缺陷,本研究将Gateway技术应用在了基因敲除前期的重组质粒构建过程。应用这一改进的系统构建了福氏2a志贺氏菌301株转铁相关基因sitC的插入突变体MTS。对突变体分别在培养基、细胞和动物实验水平进行了功能检测,并利用芯片技术进行了限铁条件下突变体和野生型菌株的表达谱比较。结果显示,添加150 µM铁螯合剂DIP（2,2’-dipyridyl）条件下,MTS生长水平明显低于野生株,补加铁离子或锰离子可使突变株生长回复到丰富培养基条件下的生长水平;在HeLa细胞和U937细胞的胞内存活增殖能力和胞间扩散能力以及豚鼠角膜结膜炎实验中,MTS没有显现出明显的毒力改变,但在HeLa细胞侵袭过程中添加65 µM的DIP,MTS的胞内存活增殖能力和Sf301相比下降了51.6%。限铁条件下的表达谱结果表明,整体上MTS对缺铁变化比Sf301更敏感,上调的基因比野生株多106个,主要涉及膜转运、氨基酸代谢和功能未分类基因,而下调基因中参与能量代谢和碳水化合物代谢的较多。缺铁条件下,已知的转铁相关基因普遍上调,且MTS中上调的基因数目及上调幅度要高于Sf301。此结果再次证实了Sit铁转运系统对志贺氏菌生长的重要性。     

肺炎链球菌体内诱导基因的筛选及初步鉴定

为筛选鉴定肺炎链球菌宿主体内诱导的基因,寻找潜在的抗生素作用靶点和疫苗候选者,应用体内表达技术,以肺炎链球菌荚膜合成的关键基因galU作为体内报告基因,利用其缺陷体不能合成荚膜多糖,从而不能在宿主体内存活的特点,筛选鉴定肺炎链球菌体内诱导基因。首先,把肺炎链球菌基因组DNA的随机酶切片段(200~500bp)克隆到含有体内、体外双重报告基因(galU-lacZ)的报告载体pEVP3-galU的BglⅡ位点,将获得的质粒库转化肺炎链球菌galU缺陷菌株,得到肺炎链球菌体内启动子诱捕文库,将此文库去感染BALB/c小鼠,经过两轮体内筛选,在涂布有X-gal的TSA血清平板上得到了165个白色菌落,对插入的随机片段进行测序及生物信息学分析,共证实15个不同的体内诱导基因片段,8个为单独的ORF,7个为含有多个ORFs的操纵子结构,它们分别参与细菌在宿主体内的定植与粘附、能量代谢、物质转运、转录调节、DNA复制与重组、细胞壁合成等,另外还包括功能不明的假想蛋白。其中部分ORFs可能与细菌毒力相关,可以作为候选疫苗和药物的靶标。     

体内诱导抗原技术筛选病原菌体内诱导抗原的研究进展

体内诱导基因是病原菌在宿主体内能够表达而体外培养时却不能表达的功能基因,其对病原体在宿主体内的生存和致病具有重要意义。体内诱导抗原技术(in vivo induced antigen technology, IVIAT)已广泛应用于筛选病原体体内诱导基因,相较于其他用于筛选体内诱导基因的技术,IVIAT具有无需动物模型、检测病原菌在不同感染阶段产生的抗原等独特优势。IVIAT鉴定出的体内诱导抗原对病原体在宿主中的毒力、代谢及存活具有重要意义。现就IVIAT的原理、IVIAT筛选出的人类疾病相关病原菌的体内诱导抗原及其功能研究等作一概述。     

福氏2a志贺氏菌△aroA突变减毒株的构建

志贺氏菌芳香族氨基酸合成酶基因缺陷能够使菌体明显减毒,并有可能成为新一代痢疾疫苗．用ＰＣＲ技术从野生型福氏２ａ志贺氏菌２４５７Ｔ中克隆出ａｒｏＡ基因,在体外进行精确的缺失突变,并通过体内同源重组,构建成△ａｒｏＡ突变体ＲＳ４２６．实验结果表明,这种突变体仍保持了侵袭能力和保护性Ｏ抗原的表达,但其毒力已明显降低,不能产生豚鼠角结膜炎,小鼠半数致死量明显提高．免疫保护试验显示,ＲＳ４２６可在小鼠中产生对福氏２ａ野生菌１００％的保护作用．     

痢疾志贺菌A1型IroN, ShuA单、双突变体的构建及功能分析

本研究构建了痢疾志贺菌A1型SD51197株IroN及ShuA基因缺失及插入的单、双基因突变体MTS-1、MTS-2、MTS。对各突变体在培养基、细胞水平进行了功能检测,并利用SD51197全基因组芯片对各突变株进行了铁丰富和铁限制条件下的表达谱分析。结果显示,在添加铁螯合剂DIP条件下,各突变株生长水平都明显低于野生株,补加铁离子可以使突变株回复到正常生长水平;在HeLa细胞和U937细胞的胞内存活增殖和胞间扩散能力实验中,各突变株的生长状态都没有明显变化,但在HeLa细胞侵袭过程中添加DIP,MTS-1、MTS-2、MTS的胞内存活增殖能力与野生株相比分别下降了23.4%、25.2%、43.6%。铁限制条件下的表达谱结果表明,各突变株对缺铁的变化比野生株更敏感,多个基因的表达发生改变,上调基因主要涉及转录、辅酶代谢、氨基酸代谢和功能未分类基因,而下调基因主要包括能量代谢和碳水化合物代谢以及功能未分类的基因;已知的转铁相关基因普遍上调。此结果表明运铁相关基因IroN、ShuA可能影响着志贺氏菌的生长和毒力。     

comE基因缺陷影响肺炎链球菌体内诱导基因的表达

【目的】筛选受comE调控的肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae,S.pn)体内诱导基因。【方法】通过插入失活构建基因comE缺陷的S.pn菌株,与野生菌株分别腹腔注射BALB/c小鼠,经过体内诱导后取小鼠血,分离细菌提取RNA,用RT-PCR法检测13个体内诱导基因mRNA水平差异。【结果】将RT-PCR结果通过Quantity-one灰度分析,进行配对t检验,显示8个体内诱导基因在缺陷菌株和野生菌株中mRNA表达水平具有统计学差异(P0.05),其中spd-0300、spd-0414、spd-0622、spd-1663、spd-1719、spd-0235、spd-0873受转化上调,spd-1672受转化下调。【结论】筛选出受转化调控的体内诱导基因spd-0300、spd-0414、spd-0622、spd-1663、spd-1719、spd-0235、spd-0873、spd-1672,它们可能参与生长调节、温度感应、糖脂代谢等环节,表明细菌转化可通过调节某些体内诱导基因的表达来增强细菌的毒力。     

伤寒沙门菌感染过程中体内诱导表达蛋白抗原的筛选

在感染过程中,病原体会表达一系列基因产物以适应体内环境.因此,病原体只在宿主体内表达或高表达的基因可能与致病机制密切相关.本研究用体内诱导抗原技术（in vivo induced antigen technology,IVIAT）来筛选伤寒沙门菌感染过程中体内诱导表达的抗原,共筛选到7个体内诱导（in vivo induced,IVI）抗原,分别是BcfD（菌毛结构亚单位）、GrxC（谷氧还蛋白3）、SapB（ABC转运系统）、T3663（ABC未知转运系统）、T3816（可能的有关硫氰酸酶的硫转移酶）、T1497（可能的TonB依赖受体）和T3689（功能未知）,其中BcfD,GrxC,SapB,T3663和T3689这5个抗原与吸附处理后的健康志愿者的血清无交叉免疫反应.这些筛选到的体内诱导抗原是新药和疫苗开发的潜在靶标,同时也有利于新诊断方法的研究.     

YlRas2调控解脂耶氏酵母二型性转换的下游作用分子—Hoy1的鉴定

[目的]寻找解脂耶氏酵母中受YlRas2控制的参与菌丝形成调控的新基因,揭示新的受YlRas2控制的信号传递途径。[方法]在菌丝形成能力缺陷的Ylras2"突变体中进行基因的随机过量表达,筛选菌丝形成能力获得回复的突变体,通过TAIL-PCR方法鉴定突变体中发生过量表达的基因。[结果]筛选得到27个菌丝形成能力获得回复的突变体,经鉴定其中的一个突变体发生过量表达的基因为HOY1,它编码一个转录因子,经确认HOY1基因的过量表达的确可以回复Ylras2"突变体的菌丝形成缺陷。HOY1基因的启动子序列分析和转录活性检测结果都显示HOY1可能是转录因子Mhy1调控的靶基因。[结论]Hoy1和Mhy1可能在YlRas2的下游发挥作用,它们可能是YlRas2调控菌丝形成的新信号传递途径的成员。     

沙门菌PhoP-PhoQ双组分信号转导系统

PhoP-PhoQ是调控沙门菌毒力的重要双组分信号转导系统,由组氨酸蛋白激酶PhoQ和反应调节蛋白PhoP组成。PhoP-PhoQ可调节沙门菌对Mg2+及其他周质环境的适应性,并调控沙门菌感染中毒力基因的转录和表达。PhoP-PhoQ调控的毒力基因参与沙门菌对上皮细胞的侵袭、胞内生存、对抗菌肽的抵抗反应、脂质A的修饰、Ⅲ型分泌系统效应蛋白的分泌等环节。PhoP-PhoQ还可与其他双组分信号转导系统或调节子合作,调控沙门菌的毒力。因此,PhoP-PhoQ双组分信号转导系统在沙门菌的毒力调控中发挥重要作用。     

汉中市中心医院细菌性痢疾志贺菌16S rRNA序列分析、毒力基因与耐药检测

目的对汉中市中心医院细菌性痢疾患者分离的70株志贺菌进行16S rRNA序列分析、毒力基因与耐药检测。方法对2018年6月至2018年12月我院收治的细菌性痢疾患者进行病原菌分离鉴定,并进行16S rRNA遗传进化分析;PCR法检测其6种毒力基因;K-B法检测其对8种抗生素的敏感性。结果 16S rRNA测序结果显示,福氏志贺菌感染率为57.14%(40/70),宋内志贺菌感染率为42.86%(30/70)。16S rRNA系统进化分析结果显示,40株福氏志贺菌与参考菌株(NR_026331.1)同源性为95.2%～99.0%,30株宋内志贺菌与参考菌株(NR_104826.1)同源性为96.3%～99.9%。毒力基因检测结果表明,70株志贺菌均可以检测出6个相关毒力基因set1A、set1B、sen、Ial、ipaH、virA,毒力基因检出率最高的为ipaH,达到100.00%,其次为Ial、virA,均达到90.00%;其中福氏志贺菌set1A、set1B、Ial基因的检出率高于宋内志贺菌,sen和virA基因的检出率低于宋内志贺菌,二者ipaH基因的检出率都为100.00%。药敏试验结果表明,70株志贺菌耐药率最高的抗生素为氨苄西林,耐药率达到80.00%,其次为强力霉素,耐药率达到75.71%,耐药率最低的为头孢吡肟,耐药率为20.00%;其中40株福氏志贺菌耐药率最高的抗生素为强力霉素,其次为氨苄西林,最低的为头孢吡肟;30株宋内志贺菌耐药率最高的抗生素为氨苄西林,其次为哌拉西林,最低的为氧氟沙星。结论 2018年下半年汉中市中心医院从细菌性痢疾患者身上分离得到的志贺菌主要为福氏志贺菌与宋内志贺菌,毒力基因检测和耐药性试验结果显示分离菌株有较强致病性,提示对细菌性痢疾的监测、防控与治疗应进一步加强。     

铜绿假单胞菌多重耐药基因的筛选及鉴定

[目的]研究铜绿假单胞菌中与耐药性相关的基因.[方法]筛选转座突变体文库中对多种抗菌药物敏感的突变体,通过随机PCR、核苷酸测序及序列比对确定突变体中转座子的插入位点及其破坏的基因.[结果]筛选得到2株对多种抗菌药物敏感的突变体,其中被破坏的基因分别为功能未知的新基因PA2580和PA2800.[结论]PA2580和PA2800可能分别通过参与细胞氧化还原作用和细胞壁合成进而与铜绿假单胞菌耐药性相关.     

运用酶切自连法分析鉴定肺炎链球菌体内诱导基因

肺炎链球菌是严重侵袭性感染和上呼吸道感染最重要的条件致病菌之一,分析鉴定体内诱导基因序列变得尤为重要。本研究利用酶切自连法成功从129个体内诱导表达的肺炎链球菌中获得13个融合重组自杀质粒,通过与肺炎链球菌株TIGR4基因组序列的同源性比对,共得到10个不同的体内诱导基因,其中8个是从血液中筛选出的,另2个为从肺组织中筛选出;通过分析得到18个开放阅读框,其中大部分为已知功能基因,参与细菌多种生命活动,有2个为未知功能基因,编码假想蛋白。可见,酶切自连法可有效用于筛选基因的分析鉴定。     

水稻条斑病细菌hrp基因诱导表达系统的建立

水稻条斑病细菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xooc)决定在非寄主植物上激发过敏反应(hypersensitive response)和在寄主水稻上具致病性(pathogenicity)的hrp基因簇是诱导表达的。为研究hrp基因的功能,利用hpa1和hrpX基因的启动子与gfp基因进行融合,构建了hrp基因诱导表达系统。绿色荧光蛋白表达揭示,Xooc的hrp基因在营养丰富的NB培养基上不能有效表达,在hrp诱导培养基XOM3上可有效表达。以hrpX和hrpG突变体为参照,RT-PCR研究结果提示,Xooc野生型菌株hpa1基因在NB上不能有效表达,在XOM3培养基上可有效表达。相应地,hrpX突变体中hpa1基因不能被诱导表达,而在hrpG突变体中hpa1基因转录表达水平低于野生菌。研究结果还证实,水稻悬浮细胞能高效诱导Xooc的hrp基因表达。Xooc hrp基因诱导表达系统的建立为研究hrp基因功能、发掘T3SS效应分子以及开展Xooc致病性研究奠定了基础。     

赤霉素调节植物对非生物逆境的耐性

赤霉素（GAs）是一类重要的植物激素,调控植物生长发育的诸多方面．最近的研究表明,GA也参与对生物与非生物胁迫的响应,然而GA参与非生物胁迫响应的遗传学证据及其机制有待于进一步研究．本实验室前期研究证明,水稻EullfELONGATEDUPPERMOSTINTERNODE）通过一个新的生化途径降解体内的活性赤霉素分子,并参与调控水稻对病原菌的基础抗病性．本研究发现,euil突变体对盐胁迫能力降低,而超表达EUll基因的水稻和拟南芥耐盐性显著提高．进一步研究发现,积累高含量赤霉素的水稻euil突变体对脱落酸（ABA）的敏感性下降,而赤霉素缺失的EUll超表达转基因水稻和拟南芥均改变了对于ABA的敏感性．EUll基因的转录受逆境诱导,其功能缺失与超表达调控了逆境标志基因的表达．综上推测,GA可能是通过影响ABA的信号途径从而改变了植物对非生物胁迫的响应．     

2型猪链球菌MocR家族转录调控因子SSU0562基因敲除突变体的构建及毒力分析

目的:构建2型猪链球菌强毒株05ZYH33中MocR家族转录调控因子SSU0562基因敲除的突变株,探索SSU0562基因缺失对细菌基本生物学特性和毒力的影响。方法:构建左右两侧为SSU0562基因上下游的同源序列,中间部分为壮观霉素抗性基因(Spcr)的基因敲除质粒,通过同源重组的方法筛选SSU0562基因敲除突变株Δ0562。对突变株与野生株的基本生物学特性进行系统的比较分析,并且将小鼠作为动物感染的模型来研究突变株的毒力。结果:组合PCR的分析及基因测序结果均表明Spcr完全取代了S.suis2中SSU0562基因位点,表明基因敲除突变体Δ0562构建成功,反转录PCR(RT-PCR)证实了突变株Δ0562中SSU0562基因在转录水平的缺失;在溶血活性、生长速率及对小鼠的致病力方面,突变株Δ0562与野生株05ZYH33相比均无显著差别,然而革兰染色实验显示突变株Δ0562的成链能力明显减弱。结论:猪链球菌强毒株05ZYH33的毒力并未因SSU0562基因的缺失而发生显著性改变,表明SSU0562基因并非猪链球菌的毒力决定因子,但很有可能参与猪链球菌成链能力的调控。     

拟南芥ANAC055基因突变体对高盐和渗透胁迫的响应

高盐和渗透等非生物胁迫是影响农作物产量和品质的重要因素,非生物胁迫发生时,植物通过体内各类转录因子启动胁迫应答反应,进而降低非生物胁迫对植物的损伤。本研究筛选出植物特异性转录因子ANAC055编码基因的纯合T-DNA插入突变体SALK_152738,测序分析发现T-DNA插在ANAC055基因的3'UTR区域。实时荧光定量PCR结果表明叶中ANAC055基因表达量最高;与野生型相比,突变体叶、茎和花中ANAC055基因表达量分别下降了40%、50%和70%。高盐胁迫后,野生型和突变体叶中ANAC055基因表达量分别比对照上升了320%和55.4%;而渗透胁迫时,该基因叶中的表达量分别比对照下降了47.7%和56.3%;电子表达谱分析发现该基因根中的表达可受高盐和渗透等多种非生物胁迫的诱导表达。高盐和渗透胁迫时野生型和突变体幼根的生长均受到明显抑制,但高盐胁迫对突变体根生长的抑制作用比对野生型根生长的抑制作用更大。上述分析表明拟南芥ANAC055基因可受高盐和渗透等非生物胁迫的诱导表达,并且其在拟南芥幼根的生长发育过程中具有一定的作用,本研究有助于进一步明确其在非生物胁迫过程中的作用。     

SIPAR和STAT3相互作用并对其信号通路进行负调控

STAT3 对细胞的生长、存活、增殖以及机体的发育都具有重要的作用 . STAT3 基因的失活可以引起多种疾病,而 STAT3 基因的过度激活又可以引发很多癌症 . 为了对 STAT3 信号通路的调控做进一步的研究,采用酵母双杂交的方法,以 STAT3 蛋白全长作为诱饵蛋白,筛选了小鼠 7 天的胚胎文库 . 得到了与 STAT3 相互作用的一个功能未知的蛋白质,将其命名为 SIPAR (Stat3 interacting protein as a repressor). 免疫染色的实验结果表明, SIPAR 是一种在核内分布为主,细胞质中也有少许分布的蛋白质 . 荧光酶活性测定结果表明 SIPAR 对 STAT3 的转录活性具有抑制作用 . 斑马鱼注射实验说明 SIPAR 基因表达严重影响了斑马鱼的正常发育 .     

单核细胞增生李斯特菌PrfA蛋白转录调控毒力基因表达的分子机制

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes LM)属于典型的细胞内寄生革兰氏阳性菌,是WHO公布的四大食源性致病菌之一.LM不仅是人畜共患传染病李斯特菌病(listeriosis)的主要病原菌,也是研究胞内感染和细胞介导的免疫应答的模式细菌.绝大多数LM毒力基因的转录表达受到PrfA蛋白的调控.本文简单介绍了LM侵染宿主细胞必需的毒力基因及其产物;重点对毒力基因调节蛋白PrfA的结构和功能,PrfA调节毒力基因表达的主要方式最新进展进行了综述和讨论.     

大丽轮枝菌（Verticillim dahliae）突变体库的构建与分析

为了更加快捷地筛选大丽轮枝菌致病关键基因,利用聚乙二醇介导的原生质体转化法构建病原菌随机插入突变体库,对部分阳性转化子的生长表型指标和致病力进行分析,筛选生长发育与致病缺陷突变体并进行靶标基因定位。结果表明,本研究共获得13 030多个阳性转化子,随机挑选5个转化子与V991野生型菌株进行比较分析,发现其中一个突变体在PDA和不同碳源培养基上的菌落直径、产孢量以及致病力均显著降低。侧翼序列测序结果结合Blast比对分析表明,该缺陷突变体中的潮霉素抗性基因表达盒定位于大丽轮枝菌3号染色体1 528 782 bp处,属于内切葡聚糖酶1基因（VDAG＿04017）。综上所述,本研究通过大丽轮枝菌插入突变体库构建、突变体生长表型指标和致病力鉴定及靶标基因定位等一系列分子生物学手段,可初步鉴定病原菌致病相关基因,为从全基因组层面深入研究大丽轮枝菌致病机制奠定了一定基础。