以克隆载体为自杀载体快速构建布鲁氏菌的无痕缺失突变株

构建突变株是病原微生物致病机理研究的重要手段。以往研究中布鲁氏菌的无痕缺失突变株都采用传统的自杀载体来构建,效率低下。首先对布鲁氏菌的电击转化条件进行了优化,然后选择含有反向筛选基因sacB的pEX18Gm质粒作为自杀载体,构建了缺失Ⅳ型启动子区的布鲁氏菌无痕缺失突变株。这不仅为构建布鲁氏菌的突变株提供了一个快速有效的技术平台,也为深入研究Ⅳ型分泌系统的功能奠定了基础。     

结核分枝杆菌毒素-抗毒素系统 maz EF6缺失突变株的构建及其表型的初步探讨

为构建结核分枝杆菌毒素‐抗毒素系统 m azEF6缺失突变株,并对其表型进行初步探讨,首先用聚合酶链反应（PCR）分别从H37Rv标准株和PUC‐19K质粒扩增出 mazEF6基因的同源臂及卡那霉素抗性基因kan ;然后应用融合PCR技术将 mazEF6基因的同源臂与 kan基因进行杂交拼接,获得目的融合片段,将该融合片段克隆于pMD‐19T（simple）载体形成自杀质粒pMD‐19T‐ΔmazEF6‐kan ,并将自杀质粒转化至大肠埃希菌DH5α中;最后利用电穿孔技术将自杀质粒电转至H37Rv标准株中,在卡那霉素抗性改良罗氏培养基上筛选H37Rv ΔmazEF6缺失突变株单个菌落,提取阳性菌株全基因组DNA为模板,PCR扩增克隆片段并测序。将所获得的H37Rv ΔmazEF6缺失突变株进行遗传稳定性检测后,对其表型进行初步研究。结果显示,该缺失株在15代内未发生回复性突变;与野生株相比,缺失株生长速度缓慢且细菌形态短小。本研究证实,融合PCR技术便于快速获得结核分枝杆菌缺失突变株;结核分枝杆菌在缺失毒素‐抗毒素系统 m azEF6基因后生存能力下降,这为进一步研究毒素‐抗毒素系统的作用奠定了基础。     

利用人U6 snRNA启动子构建RNA干扰质粒载体

RNA干扰技术已经成为基因功能研究等领域的有力工具,构建带有筛选标记的siRNA载体可以在细胞中持续抑制靶基因的表达.为了利用RNAi技术开展生物学研究,在克隆载体pUC19的基础上改造构建了人类细胞小干扰RNA（small interference RNA,siRNA）表达质粒pUC19NU.该质粒具有新霉素抗性标记和真核细胞复制起点,利用连入的人U6 snRNA启动子起始siRNA的转录.以EGFP 和p53为靶基因的干扰实验证明,所构建的siRNA表达质粒可以显著抑制细胞外源性增强绿色荧光蛋白（enhanced green fluorescent protein,EGFP）及细胞内源性p53蛋白的表达,而且抑制效果具有特异性.     

酪丁酸梭菌代谢工程菌的构建及其发酵特性

酪丁酸梭菌Clostridium tyrobutyricum可以利用葡萄糖、木糖、纤维二糖、阿拉伯糖等多种底物进行产酸发酵,主要发酵产物为丁酸和乙酸,是一种适合于木质纤维素同步糖化发酵生产丁酸的菌种。将酪丁酸梭菌乙酸发酵关键基因取代为丁酸发酵关键基因来构建突变株,可使突变株丁酸发酵量增多,乙酸发酵量减少。分别获得来源于丙酮丁醇梭菌的丁酸代谢关键酶基因——乙酰乙酰辅酶A转移酶基因(thl)、来源于酪丁酸梭菌本身的乙酸代谢关键酶基因片段——磷酸转乙酰基酶基因片段(pta)和来源于质粒pIMP1的红霉素抗性基因(em)。将它们与质粒pUC19相连构建为非复制性质粒pUC19-EPT。通过电转化将其导入酪丁酸梭菌中。利用红霉素抗性平板筛选获得转化子,通过PCR验证发现,获得的突变株染色体上pta被thl替换。在以葡萄糖为底物的发酵中,突变株丁酸得率为0.47,较野生型增大了34%,乙酸得率为0.05,较野生型下降了29%。     

蓝细菌6803agp基因的分子克隆和缺失突变株的构建

PCR扩增了蓝细菌集胞藻6803(Synechocystis sp.PCC6803)的agp基因（编码ADP－葡萄糖焦磷酸羧化酶）,进一步以pUC118为载体将其克隆到大肠杆菌中,构建了pUCA质粒。通过DNA体外重组,以红霉素抗性基因部分取代agp基因片段,构建了既含agp基因上游及下游序列、又携带选择性标记－红霉素抗性的pUCAE质粒。该质粒转化野生型集胞藻6803细胞,获得了能在含红霉素的培养基上正常生长的agp基因缺失突变株。对该突变株基因组DNA进行PCR扩增,验邝了其基因结构的正确性。突变株细胞生长速度较野生型细胞快,胞内的叶绿素含量比野生型细胞高,表明该突变株具有较高的光合效率。在突变株中未检测到糖原的存在,进一步从生理水平上验证了突变株构建的正确性。     

肠出血性大肠杆菌毒力相关基因突变株的构建

目的:利用Red重组系统敲除肠出血性大肠杆菌O157∶H7的毒力基因espA、espB、espD,构建3株突变株。方法:以肠出血性大肠杆菌O157∶H7为模板,PCR扩增基因两翼的同源序列;将PCR产物插入pEASY-T1载体并测序,将测序正确的上、下游同源序列分步酶切,构建于pUC19-kan质粒上,经PCR获得两端同源序列中间嵌合卡那霉素抗性基因标记的线性片段,利用质粒pKD46介导的重组技术,敲除espA、espB、espD基因,之后转入pCP20质粒以去除抗性标记,最后测定突变株及野生菌株的生长曲线。结果:敲除了肠出血性大肠杆菌O157∶H7的毒力基因espA、es pB、espD,获得3株突变株,突变株与野生株的生长曲线相近。结论:为进一步研究espA、espB、espD基因在肠出血性大肠杆菌O157∶H7致病过程中的作用奠定了基础。     

粘球菌基因功能和表达情况分析质粒pZCY11的构建及其应用

【目的】旨在构建一个用于粘球菌基因插入失活、同时可通过报告基因分析插入位点基因表达情况的质粒载体,并应用该质粒对黄色粘球菌MXAN1334基因功能和表达情况进行分析。【方法】通过PCR、酶切和连接等方法构建质粒载体pZCY11。从黄色粘球菌DK1622基因组上PCR扩增MXAN1334基因内部部分片段,插入载体pZCY11上lacZ基因的上游,构建重组质粒pZCY13,将其转入DK1622菌株,获得MXAN1334基因插入失活突变株ZC16-18。【结果】基因功能和表达情况分析质粒载体pZCY11含有抗性标记基因aph、自杀性质粒复制子OriR6K和无启动子的报告基因lacZ。突变株ZC16-18在CTT软硬琼脂平板上菌落扩展结果显示,MXAN1334基因插入失活会造成黄色粘球菌S运动能力缺陷。通过X-gal检测突变株ZC16-18中β-半乳糖苷酶酶活,实验结果显示,含有X-gal的平板上培养的ZC16-18菌落呈现蓝色,表明MXAN1334基因能够表达;颜色呈现的时间分析结果显示,MXAN1334基因表达时间较早。【结论】构建的质粒载体pZCY11不仅能够对目的基因进行功能的分析,而且能够同时通过报告基因分析基因的表达情况,可简化粘球菌中基因功能及表达情况的研究。     

霍乱毒素B亚基基因上游序列对B亚基表达水平的影响

本研究通过缺失突变和移码突变研究了ctxB基因上游A基因部分序列对ctxB表达水平的影响,结果表明:(1)将ctx操纵子XbaI—EcoRI片段克隆至pUC19,构建的质粒pUC19CTB中A亚基的部分序列不能翻译,该质粒转化大肠杆菌后CTB的表达产量为30μg/ml;(2)在质粒pUC19CTB的XbaI位点引入移码突变,构建质粒pMC02C,这时A亚基的部分序列的阅读框架与lacZ一致,从而A基因能够翻译至自然的终止密码,B基因的表达水平却降低一倍;(3)质粒pUC19CTB缺失XbaI～ClaI(550bp)的非翻译序列,构建质粒pMC03(A亚基序列不翻译),该质粒转化大肠杆菌后ctxB基因的表达水平降低1倍;(4)在质粒pMC03中ctxB基因上游引入移码突变,构建的质粒pMC03C(ctxB上游基因能够表达)CTB的表达水平较pMCO3低得多,较pUC19CTB低20倍以上。对产生上述现象的原因进行了分析讨论。     

炭疽芽孢杆菌A16R株eag基因缺失突变株构建

【目的】构建炭疽芽孢杆菌A16R株eag基因缺失突变株, 为研究eag基因的功能奠定了基础。【方法】本研究以我国人用炭疽杆菌活疫苗A16R株中eag基因为目的缺失基因,根据炭疽芽孢杆菌Ames株基因组序列,利用软件设计了扩增上下游同源臂以及抗性基因引物,构建了重组质粒,将该重组质粒电击转入炭疽杆菌A16R感受态细胞中,利用同源重组原理筛选到炭疽杆菌A16R株eag基因缺失突变株。在分子水平及蛋白质组学方面对基因缺失突变株进行验证。【结果】成功构建了重组质粒,经同源重组后获得eag基因缺失突变株。PCR鉴定表明目的基因已经丢失;SDS PAGE表明野生株与突变株在93 KDa处有差异蛋白条带,经质谱鉴定分析该条带为目的基因所表达的EA1蛋白;双向电泳结果显示突变株与野生株比较明显缺失3个蛋白点,经质谱分析后确定这3个点都是EA1蛋白。【结论】成功获得炭疽芽孢杆菌A16R株eag基因缺失突变株,为深入研究eag基因的功能奠定了基础,同时也为炭疽芽孢杆菌重要基因功能的研究建立了一个良好的技术平台。     

利用T载体克隆快速构建布鲁氏菌缺失突变株

目的：建立一种基于T载体快速克隆构建布鲁氏菌突变株的方法,提高布鲁氏菌突变株构建的效率;方法：采用融合PCR的方法,将待缺失基因上下游的同源臂与卡那霉素抗性基因融合起来,构建突变盒,然后将突变盒直接与T载体连接,构建突变载体,将载体转入布鲁氏菌感受态细胞并筛选抗性克隆,进而获得布鲁氏菌的缺失突变株。结果：结合融合PCR和T载体快速克隆,能够在48h之内构建好突变载体,与传统的酶切连接相比,效率高、周期短。结论：基于T载体快速克隆是一种非常高效的构建突变株的方法,为布鲁氏菌突变株的构建提供了一种新方法。     

布鲁氏菌2308ery基因启动子缺失株的构建及鉴定

目的:构建布鲁氏菌2308株ery基因启动子缺失株。方法:用PCR方法从亲本株2308上扩增ery基因启动子侧翼序列,将该片段与pMD19-T连接,亚克隆为自杀载体pGEM-7zf-Δery-sacB。将自杀载体电转化布鲁氏菌感受态细胞中经同源重组后,分别用100 mg/L氨苄和7%蔗糖筛选。对获得的基因缺失株进行RT-PCR鉴定和遗传稳定性检测。结果:成功获得ery基因启动子缺失株,2308Δery基因启动子缺失株未扩增出eryA基因。并且该缺失株在10代以内未发生回复突变。结论:成功构建2308Δery基因启动子缺失株,为研究布鲁氏菌的毒力基因及其流产机制奠定基础。     

卡介苗阿拉伯糖苷转移酶embC基因敲除株的构建和初步鉴定

目的采用基因敲除技术构建了卡介苗embC基因缺失株。方法从卡介苗基因组中扩增出embC基因,定向插入自杀质粒p2NIL中,切除embC基因中约1000bp片段使其失活,再定向插入标记片段,筛选鉴定阳性克隆,电穿孔转入卡介苗,筛选重组菌株。结果PCR和酶切鉴定证明构建成功用于基因打靶的置换型自杀质粒,并筛选成功获得重组卡介苗。结论获得了卡介苗embC基因敲除株,为进一步研究对卡介苗免疫活性的影响奠定了基础。     

可溶性55kD人肿瘤坏死因子受体(shTNFR55)在变铅青链霉菌中的分泌表达

从 Ｈｅ Ｌａ 细胞中提取总 Ｒ Ｎ Ａ,采用反转录 Ｐ Ｃ Ｒ 技术,从该总 Ｒ Ｎ Ａ 中扩增了约 ５３０ ｂｐ 的ｓｈ Ｔ Ｎ Ｆ Ｒ５５ 基因的 ｃ Ｄ Ｎ Ａ,并克隆至质粒 ｐ Ｕ Ｃ ｍ ｅｌ中酪蛋白酶 ｍ ｅｌ Ｃｌ 分泌信号肽编码序列的下游,构建成含融合基因 ｍ ｅｌ／ Ｔ Ｎ Ｆ Ｒ 的重组质粒 ｐ Ｕ Ｃ ｍ ｅｌ／ Ｔ Ｎ Ｆ Ｒ．把融合基因 ｍ ｅｌ／ Ｔ Ｎ Ｆ Ｒ 插入链霉菌表达质粒 ｐ Ｉ Ｊ４５９ 的多克隆位点,使之位于 ｅｒｍ 强启动子的下游,得到重组表达质粒 ｐ Ｉ Ｊ４５９ ｍ ｅｌ／ｓ Ｔ Ｎ Ｆ Ｒ．经 Ｓｏｕｔｈｅｒｎ 杂交证明重组质粒 ｐ Ｉ Ｊ４５９ ｍ ｅｌ／ｓ Ｔ Ｎ Ｆ Ｒ 插入了 ｓ Ｔ Ｎ Ｆ Ｒ５５ 基因片段．对重组菌株 Ｓｔｒｅｐｔｏｍ ｙｃｅｓ ｌｉｖｉｄａｎｓ（ｐ Ｉ Ｊ４５９ ｍ ｅｌ／ｓ Ｔ Ｎ Ｆ Ｒ）的发酵液进行 Ｓ Ｄ Ｓ Ｐ Ａ Ｇ Ｅ、受体配基杂交（ Ｌｉｇａｎｄ ｂｌｏｔ）分析、对 Ｔ Ｎ Ｆ 敏感的 Ｌ９２９ 细胞的细胞毒性中和试验表明,可溶性肿瘤坏死因子受体 ｓ Ｔ Ｎ Ｆ Ｒ５５ 在链霉菌中得到了分泌表达,表达产物具有生物学活性．表达产物的分子量约在 ２６～２８ ｋ Ｄ 之间．     

单克隆抗体γ3重链可变区cDNA的合成与克隆

用异硫氰酸胍法从分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞中提取总RNA,经oligo(dT)-纤维素柱亲和层析获得poly(A)~ RNA后,用恒定区5′端第122—125号氨基酸密码的互补序列3′A-T-A-G-G-T-G-A-C-C 5′做为引物,进行逆转录酶反应,合成双链cDNA,大小为300bp左右,与重链可变区基因的长度相符。用dC:dG接尾的方法,将ds-cDNA插入pUC19质粒,转化E.coli HB101。分离出重组体之后,经菌落原位杂交,酶切重组质粒DNA及Southern印迹,证明插入片段是重链可变区基因。     

Characteristics of derivatives of the plasmid RP4 in a broad range of hosts with altered properties of maintenance and inheritance

Hydroxylamine-induced mutants of the plasmid pPD6 (8.4 kb) were isolated which are resistant to high doses of tetracycline. One of the plasmids studied--pPD21 is a multicopy mutant, another one, pPD12 is a dimeric form of the pPD6 plasmid. The pPD12 plasmid is very unstable, its derivative, pPD13 spontaneous mutant acquiring stability but not the ability to resolve DNA multimeric forms into monomeric forms. Multicopy bireplicon pPD619 plasmid was constructed by joining in vitro pPD6 and pUC19 plasmids. Removing the replicon pUC19 from the bireplicon plasmid gives a new low-copy plasmid pPD620. All of the plasmids constructed were mobilized by the conjugative pRK2013 plasmid into the strains of Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa and Agrobacterium tumefaciens. The pPD6 plasmid and its derivatives can be used as cloning vectors.     

伪狂犬病病毒上海株（PRV—SH）gE^—／gI^—／GFP^＋缺失株的构建

在构建了含伪狂犬病病毒（Pseudorabies Virus,PRV）上海株gI基因和gE基因克隆鉴定的基础上,采用酶切的方法构建了载体pgEI。然后用限制性内切酶BamHI和BstPI缺失掉gE基因5‘端363bp,同时把绿色荧光蛋白（GFP）基因表达盒插入到缺失部分,并在下游 引入一个多克隆位点,构建了缺失转移载体pgEI-GFP。用DOTAP转染试剂盒将pgEI-GFP转染了感染PRV-SH的BHK-21细胞,待出现80％病变后收获病毒,并以蚀斑法得到纯化的缺失了gE/gI重组病毒株。小鼠试验证实了缺失株的毒力有所下降。     

Construction and purification of pSABR 01, a pUC19-derived vector optimized for cloning full-length cDNA

A novel pUC19-derived vector, pSABR 01, was constructed by sub-cloning a fragment of the pSPORT1 polylinker into PUC19. The insertion of the polylinker generated two inactivating mutations in the LacZ open reading frame. These were then repaired by a PCR-based Site Directed Mutagenesis strategy. The pSABR 01 plasmid has four sites that are recognized by `rare-cutter' restriction endonucleases that will optimize the cloning of full-length cDNA and five dual restriction sites that increase the versatility of subcloning the inserted cDNA. Protocols were also defined for purification of pSABR 01 from residual pSPORT1, following pSABR 01 construction, and from another contaminating plasmid.     

Study of the role of the insA open reading frame in the IS1 insertion element structure during transposition and resolution of the IS1 mediated cointegrates

In order to elucidate the function of the IS1 insA gene derivatives of plasmid pUC19::Tn9' with insertions of synthetic oligonucleotides were obtained. The latter are equal or multiple of 9 b.p. in length and are located in the Pst1 site within each of the two IS1 copies of the Tn9' transposon. The insertions of the nine base oligonucleotides code for the neutral amino acids and do not shift the reading frame. One of the mutant transposon obtained - Tn9'/X was studied on the ability to form simple insertions and plasmid cointegrates. For this purpose the pUC19 derivatives carrying the wild type and mutant transposon were mobilized by conjugative plasmid pRP3.1. It was found that the damage of the insA gene does not influence the ability of transposon to form simple insertions and plasmid cointegrates in both recA - and rec+ cells of E. coli. However, the frequency of the cointegrate formation in the subsequent transposition of the mutant transposon from pRP3.1::Tn9'/X to pBR322 was by 10-20 times lower in comparison to the wild type transposon. Instable (dissociating) Tn9'/X-mediated plasmid cointegrates formed by interaction pUC19::Tn9'/X and pRP3.1 were obtained. It was shown that in the E. coli recA-cells such cointegrates dissociate, as a rule, "correctly", i.e. they segregate mainly plasmids of types pUC19::Tn9'/X and pUC19::IS1/X. The data obtained correspond with the notion that the gene insA product is not essential for transposition, but is, possibly, involved in the formation of the IS1-generated deletions.