谷胱甘肽对铜绿假单胞菌exoS 和exoY基因的影响

摘要: 【目的】研究谷胱甘肽对铜绿假单胞菌exoS和exoY基因表达的影响。【方法】利用丁硫氨酸亚砜胺和马来酸二乙酯同时耗竭细胞内的谷胱甘肽,并构建包含被lacZGm破坏的谷胱甘肽合成酶基因的突变体。通过分别连有exoS 和exoY基因启动子的pMS402质粒上Lux报道子发光值大小检测exoS 和exoY基因表达变化情况。【结果】exoS和exoY基因的表达在用化学药品耗竭的细胞中或是在谷胱甘肽合成酶突变体中都降低。【结论】铜绿假单胞菌细胞内的谷胱甘肽可以促进exoS和exoY的表达。这将为进一步研究铜绿假单胞菌的感染以及致病性机理提供一定的理论基础。     

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.     

铜绿假单胞菌对碳青霉烯类抗生素耐药相关基因的筛选

为了在基因组水平筛选获得铜绿假单胞菌PAO1对碳青霉烯类抗生素耐药相关基因,本研究通过构建PAO1转座突变体文库、筛选对亚胺培南、美罗培南和比亚培南耐药及敏感突变株;通过随机PCR、核苷酸测序及序列比对的手段,确定了突变体中转座子的插入位点及其破坏的基因,获得了48个PAO1中对碳青霉烯类抗生素耐药和敏感相关的基因,其中27个基因突变后表现为耐药性增强,21个基因突变后表现为药物敏感性增强.本实验筛选获得的48个基因中有5个与Alvarez-Ortega和Dotsch等人筛选的基因重复.通过对PA0011,PA0667及PA3901进行基因敲除及遗传互补,进一步确证这3个基因均与PAO1对碳青霉烯类的耐药性相关.本次筛选发现了38个新的与碳青霉烯类耐药相关的基因,其中包括13个class4类基因.对这些新基因的进一步研究,不仅有利于全面了解铜绿假单胞菌的耐药机制及其调控网络,而且有利于药物作用靶点的发现,为有效治疗铜绿假单胞菌的感染提供新思路.     

铜绿假单胞菌耐药性相关基因的筛选及鉴定

铜绿假单胞菌在人体内能引起严重的感染. 由于铜绿假单胞菌高水平的内在性和获得性耐药性, 使其引起的感染难以治愈. 为解决该问题, 弄清病原菌抗生素抗性的分子机制是一个关键. 本实验构建了含有17000个铜绿假单胞菌转座突变株文库, 并在LB固体平板上, 用7种抗生素在最小抑制浓度(MIC)和1/2MIC条件下, 筛选抗生素抗性发生变化的突变株. 结果确定了43株转座突变株, 每个突变株对至少一种抗生素的敏感性表现出增加3倍或降低1/2的表型. 通过随机PCR和DNA测序, 确定了这些铜绿假单胞菌突变体中转座子在基因组上的插入位点, 确定了被破坏的基因. 其中, 9个是已知的与抗生素抗性相关基因, 包括mexI, mexB和mexR; 24个是以前未知与抗性相关的基因, 包括一个菌毛合成基因pilY1, 这个菌毛合成基因的破坏导致菌株对羧苄青霉素的MIC增加了128倍. 此外, 43个基因中有12个是功能完全未知的基因. 这些基因的筛选鉴定有助于了解铜绿假单胞菌中抗生素抗性的产生机制, 这些基因或许可成为控制或扭转抗生素抗性的作用靶点.     

铜绿假单胞杆菌QS相关基因差异表达的研究*

选取100个与铜绿假单胞杆菌(Pseudomonasaeruginosa)群感效应(quorum-sens-ing,QS)相关的基因,克隆这些基因片段于pMD-18T载体,测序鉴定,点样制备cDNA基因芯片。制备cy3-dCTP/cy5-dCTP标记的探针,与芯片杂交。初步研究了处于不同生长期的铜绿假单胞杆菌基因的表达差异。指数中期和平台初期相比,有9个QS基因表达量显著增加,有6个基因表达量显著下降。利用芯片做针对铜绿菌假单胞杆菌药物的筛选妥布霉素(Tobramycin)给药后细菌基因发生     

群体感应淬灭酶克隆表达及其对铜绿假单胞菌的影响

【背景】由于抗生素的大量使用,导致细菌耐药性越来越强,寻找新的抗细菌感染药物成为研究热点。【目的】克隆表达群体感应淬灭酶,探究其对铜绿假单胞菌毒力及致病性的影响。【方法】利用PCR技术从产群体感应淬灭酶的芽孢杆菌QSI-1基因组DNA中克隆出aiiA基因,将其克隆到表达载体pET30a并导入大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中进行诱导表达,通过镍柱亲和层析获得纯化的N-酰基高丝氨酸内酯酶。用不同浓度的淬灭酶作用于铜绿假单胞菌,检测其对铜绿假单胞菌毒力因子产生以及生物膜形成能力的影响;以秀丽隐杆线虫为模型,考察其对线虫感染铜绿假单胞菌存活率的影响。【结果】克隆表达出群体感应淬灭酶,该酶能显著抑制铜绿假单胞菌毒力因子产生和生物膜的形成,并能降低铜绿假单胞菌对感染线虫的致死率。【结论】群体感应淬灭酶可作为一种能高效抑制细菌致病性的物质,为临床治疗细菌性感染提供新的策略。     

铜绿假单胞杆菌QS相关基因差异表达的研究

选取100个与铜绿假单胞杆菌（Pseudomonas aeruginosa）群感效应（quorum-sensing,QS）相关的基因,克隆这些基因片段于pMD-18T载体,测序鉴定,点样制备cDNA基因芯片。制备cy3-dCTP／cy5-dCTP标记的探针,与芯片杂交。初步研究了处于不同生长期的铜绿假单胞杆菌基因的表达差异。指数中期和平台初期相比,有9个QS基因表达量最著增加,有6个基因表达量显著下降。利用芯片做针对铜绿菌假单胞杆菌药物的筛选：妥布霉素（Tobramycin）给药后细菌基因发生差异表达。证明了该cDNA芯片用于药物筛选的可行性。在国内首次研制开发了QS相关基因的cDNA芯片。应用基因芯片技术建立的铜绿假单胞杆菌QS相关基因研究平台,为找到能较好抑制铜绿假单胞杆菌正常生长的药物研究提出新的解决方法。     

铜绿假单胞菌中一个新的吩嗪合成调节基因

[目的]在次抑制浓度四环素条件下,研究铜绿假单胞菌phzAl操纵子的调节基因及调节途径.[方法]对转座突变库中phaAl操纵子表达发生变化的突变体,进行随机PCR、基因测序及比对,确定突变位点.并以发光杆菌的荧光素酶基因操纵子luxCDABE为报道基因,研究基因调节作用及调节路径.[结果]在两株突变体PAM0487和PAM0487R中phzAl操纵子的表达降低,这两株突变体的突变基因确定为假定钼元素转运蛋白调节子PA0487基因.[结论]PA0487是phzAl操纵子表达的一个新的正向调节子,并对密度感应系统相关基因的表达有凋节作用.     

铜绿假单胞菌PA1550基因对泳动及蹭动的影响

[目的]:研究与铜绿假单胞菌运动能力相关的基因.[方法]:以一株临床分离的铜绿假单胞菌PA68做受体菌,应用人工Mu转座技术建立了库容为2000的突变子文库,从中筛选出泳动能力和蹭动能力丧失或减弱的突变子,通过基因克隆、测序,GenBankBLAST比对测序结果,互补基因表达确定与铜绿假单胞菌运动能力相关的基因.[结果]:突变子Y46在丧失了泳动运动能力的同时,蹭动能力也发生了减弱.在Y46突变子中,Mu转座子插入到功能完全未知的基因PA1550中.对极性效应及PA1550所在操纵子的分析表明,Mu转座子对插入点下游的基因的转录并不造成影响.[结论]:PA1550与铜绿假单胞菌的泳动及蹭动能力有关.     

铜绿假单胞菌随机启动子库的构建及受铁调控基因的筛选和鉴定

[目的]针对铁这种几乎所有微生物都必需的,对病原菌尤为重要的营养元素,在全基因组水平上检测铜绿假单胞菌的铁感应基因.[方法]采用含LuxCDABE报道子的质粒pMS402为载体,构建了铜绿假单胞菌的随机启动子库,建立了特定条件下研究铜绿假单胞菌全基因组基因表达变化的高通量平台.[结果]验证了2个已知的受铁调控的基因,并发现了尚未报道的二氢叶酸还原酶,磷酸葡萄糖脱水酶和柠檬酸铁转运蛋白受铁调控的现象,发现与铁相关的四个功能未知的基因和3个假定蛋白的基因.[结论]研究结果对于阐明铁在铜绿假单胞菌中的调控作用,揭示铁对细菌生理及致病性的作用机制提供了理论基础.随机启动子库的构建也为细菌基因组水平研究基因表达提供了一个有用的工具.     

铜绿假单胞菌PA1550基因对泳动及蹭动的影响

【目的】：研究与铜绿假单胞菌运动能力相关的基因。【方法】：以一株临床分离的铜绿假单胞菌PA68做受体菌,应用人工Mu转座技术建立了库容为2000的突变子文库,从中筛选出泳动能力和蹭动能力丧失或减弱的突变子,通过基因克隆、测序,GenBank BLAST比对测序结果,互补基因表达确定与铜绿假单胞菌运动能力相关的基因。【结果】：突变子Y46在丧失了泳动运动能力的同时,蹭动能力也发生了减弱。在Y46突变子中,Mu转座子插入到功能完全未知的基因PA1550中。对极性效应及PA1550所在操纵子的分析表明,Mu转座子对插入点下游的基因的转录并不造成影响。【结论】：PA1550与铜绿假单胞菌的泳动及蹭动能力有关。     

铜绿假单胞菌水解弹性蛋白能力相关基因的筛选与鉴定

【目的】研究铜绿假单胞菌弹性蛋白水解能力相关基因。【方法】应用人工Mu转座技术构建铜绿假单胞菌野生型菌株PA68的转座突变文库,从2000多个突变子中筛选得到4株弹性蛋白水解能力改变的突变子,并通过克隆及测序获得转座子插入位点侧翼的序列。将铜绿假单胞菌弹性蛋白酶结构基因lasB的转录启始区序列整合入载体pDN19lacΩ并将该重组质粒电转化入野生型菌株PA68及4个突变株中,对报告基因在不同菌株中的表达水平进行测定。【结果】发现4个突变株中Mu转座子分别插入lasA、galU、xcpZ和ptsP 4个基因。ptsP基因失活的突变株中,lasB基因的转录水平是野生型菌株的7%,xcpZ和lasA基因的失活使lasB基因的转录水平分别降低为野生株的54%和75%,galU基因的插入失活使lasB基因的转录上升了1倍。【结论】推测ptsP和galU基因很可能直接或间接地调控着弹性蛋白酶的生物合成。     

氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌PAO1基因表达的诱导调节

研究氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌基因表达谱的系统影响,对急性毒力基因表达的调节。用全基因组DNA芯片分析技术比较菌株暴露前后基因表达谱差异;RT-PCR方法验证部分差异表达基因;用分光光度法在细胞水平验证弹性蛋白酶含量;小鼠染毒法观察暴露组细菌毒力在整体动物水平的变化。基因表达谱分析结果表明,铜绿假单胞菌暴露12 h差异表达基因达243个、72 h差异表达基因为1 168个。72 h差异表达基因中与细菌应激响应、蛋白折叠、转录调节、菌毛和鞭毛合成、毒力因子调节与合成、细菌外膜蛋白和抗原合成的基因大量上调;部分基因的RT-PCR验证结果与芯片结果一致;细胞水平验证结果显示暴露72 h细菌毒力表型增强。因此,氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌基因表达谱有明显影响,对急性侵袭性感染毒力因子基因表达水平有正向诱导调节作用。     

铜绿假单胞菌色素代谢相关基因的研究

首次应用Mu转座重组技术研究铜绿假单胞菌色素合成与调控的机制。通过一系列的表型筛选,得到8株色素合成能力改变的突变子。经基因克隆、核苷酸测序研究,证明转座子分别插入到hmgA、ptsP、sucC、phzS、phzF1五个基因中。hmgA基因转座失活导致酪氨酸分解代谢中间产物尿黑酸的积累,后四种情况转座突变显著地影响了铜绿假单胞菌最重要的色素绿脓素（pyocyanin）的合成,其中PhzS和phzF1是绿脓素合成过程中的结构基因,ptsP基因是1个磷酸转移酶系统的重要组分,sucC基因的产物是三羧酸循环中的琥珀酰辅酶A合成酶,对后两个基因在色素合成的调控方面可能起到重要作用的报道尚属首例。     

PA2580基因与铜绿假单胞菌环境压力耐受性相关

【目的】研究铜绿假单胞菌PAO1 PA2580基因的功能。【方法】构建了PA2580的敲除突变体及突变体互补体,通过最小抑制浓度测定、基因启动子活性检测、蛋白体外表达纯化等方法,对PA2580基因的功能进行了深入的研究。【结果】PA2580突变体对羧苄青霉素、氯霉素、环丙沙星的敏感性增强。PA2580基因的表达还受到不同种类的低于抑制浓度的抗生素的调节。PA2580蛋白产物以NADPH为电子供体,能够高效还原多种醌类物质。此外,PA2580突变体对过氧化氢敏感性增加,过氧化氢酶编码基因在PA2580突变体中的表达降低,表明PA2580与铜绿假单胞菌氧化压力耐受性相关。【结论】PA2580产物是NADPH-醌类的还原酶,其功能与铜绿假单胞菌对环境压力的耐受密切相关。     

铜绿假单胞菌LasR基因反义核酸原核表达载体的构建及对该菌毒力的影响

PCR扩增LasR基因,用反向克隆法构建LasR基因反义核酸原核表达载体pUCP18/lasRantisense并转化铜绿假单胞菌,经酶切、PCR及测序鉴定重组载体.RT-PCR检测LasB基因和LasI基因mRNA的表达,NAD法测定外毒素A的活性,紫外分光光度计测定绿脓菌素的产生水平.用转化pUCP18/lasRantisense质粒菌株感染大鼠呼吸道并进行病理组织切片检查.PCR扩增出约720bp片段,与GenBank(No:NC_002516)报道的基因片段大小一致,构建了LasR基因反义核酸原核表达载体pUCP18/lasRantisense,并成功转化铜绿假单胞菌,且有效表达,使转化菌的毒力因子弹性蛋白酶、外毒素A和绿脓菌素表达水平均降低.与标准株感染的大鼠比较,转化pUCP18/lasRantisense质粒菌株感染的大鼠支气管炎症明显减轻.上述结果表明,LasR基因反义核酸原核表达载体pUCP18/lasRantisense可以降低铜绿假单胞菌的毒力.     

耐亚胺培南铜绿假单胞菌相关耐药基因的检测

目的对耐亚胺培南（IMP）的铜绿假单胞菌（IRPa）相关耐药基因进行检测。方法 2003年至2009年从临床标本中分离到（P.aeruginosa）共220株,采用三维试验筛选产β-内酰胺酶的铜绿假单胞菌,应用普通PCR和多重PCR分别检测碳青霉烯酶基因和质粒携带的C类头孢菌素酶（AmpC酶）耐药基因,应用荧光定量RT-PCR的方法检测oprD2基因的表达情况。结果共检出43株产β-内酰胺酶的菌株,其中产AmpC酶、超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）、金属β-内酰胺酶（MBLs）和未知酶菌株的构成比分别58.14%（25/43）、18.60%（8/43）、4.65%（2/43）和16.28%（7/43）。74株耐亚胺培南的铜绿假单胞菌中,有2株菌携带IMP-9基因,1株菌携带DHA质粒型AmpC酶基因,其他碳青霉烯酶基因检测为阴性。40株菌株oprD2基因表达蛋白量降低,34株oprD2基因表达蛋白量正常。结论 oprD2基因的突变或蛋白表达量降低是IRPa对亚胺培南耐药的主要原因,AmpC酶可水解亚胺培南可能与铜绿假单胞菌对亚胺培南的耐药有一定的关系,而KPC-1酶和MBLs在铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药机制中不是主要因素。     

灭活铜绿假单胞菌适体的筛选

利用指数富集配基的系统进化(SELEX)技术,以灭活的铜绿假单胞菌为靶标,从体外合成的96 nt随机ssDNA文库中筛选与铜绿假单胞菌特异结合的适体.在第12轮和第14轮与其它假单胞菌属进行反筛策略,并进行了适体的结合亲和力的测定,再分别利用ClustalX、Mega2和Mfold sever软件分析适体的一级和二级结构.研究结果表明,经过15轮筛选,随机ssDNA文库与铜绿假单胞菌结合的A值从0.022上升到0.448.反筛与未反筛的结合A比值最高比为53倍.经过第15轮反筛后的24个阳性克隆子测序,根据软件分析,其可分成10个家族.每个家族都有其共同的保守序列（除第10个家族）,其中有2条序列几乎完全一致(F23和F47),同源性达到97%,A值分别高达1.598和1.508,Kd为14.55和77.46 nmol/L,间接说明适体与铜绿假单胞菌的结合力明显增高.     

基于转录组分析铜绿假单胞菌DN1降解荧蒽特性

[背景]铜绿假单胞菌DN1是一株从石油污染土壤中分离筛选到的具有广谱降解功能的菌株。[目的]深入了解荧蒽胁迫条件下铜绿假单胞菌DN1降解污染物过程中重要的降解相关基因信息。[方法]通过高通量测序技术对铜绿假单胞菌DN1进行转录组测序,对其所有的转录本进行KEGG (kyoto encyclopedia of genes and genomes)分类和Pathway注释、GO (gene ontology)分类和富集分析。[结果]转录组测序显示:与对照组相比,荧蒽诱导组检测到6 189个基因,其中1 919个基因上调表达,1 603个基因下调表达。KEGG注释分析显示差异上调表达基因匹配到了112个KEGG代谢途径,注释到"代谢途径"的1 408个基因(约占总差异基因的73.4%)中有317个基因参与了碳氢化合物代谢及含有苯环结构的异源生物质的生物降解,占"代谢途径"的16.53%,暗示了菌株DN1降解荧蒽可能与这些途径有密切关系。另外,主要代谢途径中的差异表达基因主要集中在ABC转运系统、氨基酸生物合成、双组分系统及碳代谢,这些途径大多数参与了底物的识别转运、信号转导及基因表达调控。[结论]进一步拓展了铜绿假单胞菌DN1在荧蒽胁迫条件下的代谢途径和逆境反应,也为微生物修复环境污染物研究夯实了理论基础。     

假单胞杆菌BS1转座突变及高产生物表面活性剂突变株初步筛选

利用含转座子Tn917的温敏性质粒pTV1-OK转化假单胞杆菌BS1原生质体,成功获得3个稳定的转化子;通过Tn917诱导转座突变,产生大量突变体,构建了转座突变体库,采用特异引物对随机挑取的5株突变体进行PCR扩增,获得与预期大小一致片段,表明突变体基因组中有Tn917插入;通过对随机挑取24株突变体乳化(E24)性能测定,发现有一株突变体E24值达到67%,明显高于野生菌株。结果表明转座突变是假单胞杆菌BS1获得高产生物表面活性剂菌株的一种有效手段。