噬菌体的"关闭宿主"功能

噬菌体基因组编码产生某些特殊的蛋白质分子,可与宿主菌生长、代谢的重要调控性蛋白质结合,并使其钝化,从而阻断宿主的生长与繁殖,将宿主菌大分子合成机制和能量装置转向噬菌体自身的复制与增殖。目前研究所获得的有关噬菌体“关闭宿主”功能的证据,主要涉及噬菌体编码的某些蛋白质分子与宿主菌的DNA复制及转录相关因子的相互作用,而这些蛋白质-蛋白质分子间的相互作用将为我们提供新的抗菌药物或抗菌药物作用的靶点,也有助于生物系统进化关系及蛋白质-蛋白质相互作用关系的研究。     

痢疾杆菌染色体中噬菌体插入序列的分析

噬菌体作为细菌的病毒通过参与细菌的代谢过程完成自身的繁殖和复制.自80多年前噬菌体被发现以来,噬菌体因其遗传物质和结构组成十分简单并且与宿主细胞相互作用非常密切一直被作为研究生命基本规律的良好的模型系统.     

宿主菌抗噬菌体机制的研究进展

噬菌体又称细菌病毒,是公认最丰富的微生物,也是最多样性的,这种多样性是适应所面对选择性压力例如普遍存在宿主菌的噬菌体抗性机制。噬菌体通过6步(吸附、注入、复制、转录翻译、组装和释放)侵入细菌并使之裂解,但是当噬菌体感染细菌,就会面临细菌抗噬菌体的机制,宿主菌能够进化出多种抗噬菌体的机制来避免噬菌体的侵染和裂解。本文就对宿主菌抗噬菌体各种机制作一综述。     

噬菌体内溶素的酶学特性及其应用前景

噬菌体内溶素是噬菌体在入侵宿主菌及侵染后期释放过程中合成的一类酶蛋白,该蛋白质能够破坏宿主细胞壁肽聚糖层。噬菌体编码的内溶素有四种类型:葡糖苷酶、酰胺酶、肽链内切酶和转糖基酶。大部分噬菌体内溶素由于缺少信号肽无法分泌表达,通常需要另外一种噬菌体编码的穴蛋白(holin)破坏细胞膜,然后才能够进入到细胞周间质裂解细菌细胞壁。大部分噬菌体内溶素可以特异地作用于自身宿主菌,同时也可以利用基因工程手段有目的地改造成功能特异的酶蛋白,因此可以用来作为生物制剂预防及控制微生物感染。     

前噬菌体研究进展

噬菌体是地球上最多的生物实体,一直被认为是细菌的天敌。然而随着基因组学和分子生物学等技术的快速发展,人们发现噬菌体与宿主之间存在微妙而复杂的关系。前噬菌体是指溶原性细菌内存在的整套噬菌体DNA基因组,广泛分布在细菌基因组中,对调节细菌宿主生理具有重要作用,如参与调节宿主的毒力、影响生物膜形成、赋予宿主免疫力等。有趣的是,前噬菌体可以通过“监听”细菌的群体感应来调节自身的溶原–裂解状态。近年来,一些细菌中由前噬菌体编码的抗CRISPR蛋白的发现引起了人们对前噬菌体研究的关注。因此,对前噬菌体的研究可以为改造宿主和前噬菌体提供基础理论参考。本文对前噬菌体的预测、分布、分类及功能进行了综述,以期为进一步研究噬菌体与宿主间的关系提供基础。     

解析细菌免疫系统

在细菌与噬菌体之间的生存斗争中,细菌面临噬菌体的威胁,进化了多种免疫机制。在这些免疫机制中,有的采用被动适应,有的采用主动防御的策略,阻止噬菌体DNA进入细胞,裂解侵入的DNA,或以宿主细胞死亡的方式,阻止噬菌体的扩散。各种机制的相互配合,在细菌细胞中构成了一个有效的免疫系统。本文在综述细菌免疫系统最新研究进展基础上,重点分析讨论了细菌免疫系统的作用模式,以及细菌免疫系统与噬菌体之间的进化关系。     

细菌毒素-抗毒素系统在噬菌体流产感染中的作用北大核心CSCD

细菌常受到数量众多的噬菌体感染,宿主细菌在和噬菌体竞赛中进化出多样化的分子策略,流产感染(abortive infection,Abi)是其中之一。毒素-抗毒素系统(toxin-antitoxin system,TA)会在细菌受到压力胁迫时表达并介导细菌的低代谢甚至休眠,还能直接减少子代噬菌体形成。此外,部分毒素序列和结构与Cas蛋白高度同源,噬菌体甚至会编码抗毒素类似物来阻遏对应毒素的活性。这表明流产感染中细菌死亡过程导致的噬菌体感染失败与TA功能高度重合,TA可能是噬菌体侵染宿主的主要阻力和防御力量之一。文中基于TA系统的分类和功能,对参与噬菌体流产感染的TA系统进行了综述,并预测具有流产功能的TA系统和其在抗生素开发和疾病治疗中的应用前景。这有助于认识细菌-噬菌体相互作用,并指导噬菌体治疗和合成生物学。     

铜绿假单胞菌噬菌体K5中DNA聚合酶等基因在宿主中的表达

本研究分析了铜绿假单胞菌噬菌体K5基因在宿主中的表达及其影响因素. 通过测定融合报告基因dnaP-lacZ、capP-lacZ、bapP-lacZ和rdr-lacZ编码的β 半乳糖苷酶活力,分析了噬菌体K5相关基因的表达水平,发现噬菌体K5的不同基因在宿主细胞内表达水平存在较大差异,其中噬菌体K5的DNA聚合酶基因dnaP的表达水平最高,而主要衣壳蛋白基因capP的表达水平最低. 加入噬菌体后,除二磷酸核糖核苷酸还原酶基因rnr外,其它基因的表达水平均有明显提高,说明噬菌体自身因子能够调控噬菌体部分基因在宿主细胞中的表达. 进一步分析显示,噬菌体基因在对数生长前期细胞中的表达水平显著高于平衡期. 同时,噬菌体感染对数生长前期的宿主菌,其释放量为12.8 PFU/感染中心,是平衡期释放量的9.2倍. 噬菌体以对数生长期宿主为指示菌时噬菌体的滴度为4.7×108 PFU/mL,而以平衡期宿主菌为指示菌噬菌体K5滴度仅能达到2.5×104 PFU/mL,噬菌体K5的裂解能力显著降低. 这些结果对研究噬菌体与宿主细胞的相互作用机制具有重要作用.     

噬菌体展示技术的发展及应用

噬菌体展示技术是一种用于筛选和改造功能性多肽的生物技术 ,编码多肽的ＤＮＡ片段与噬菌体表面蛋白的编码基因融合后 ,以融合蛋白的形式在噬菌体的表面表达出多肽序列。这是一种表型与基因型的统一。噬菌体展示技术最初是以Ｍ 13噬菌体为载体的 ,其宿主菌为大肠杆菌。以大肠杆菌为宿主的展示系统还有其他 ,如λ噬菌体和Ｔ4噬菌体等展示系统。还有利用真核细胞的病毒以及酵母菌作为展示系统的。这些展示系统各有各的优势 ,但最常用的仍是Ｍ 13噬菌体表达系统。最初的噬菌体展示系统是将外源肽或蛋白质与噬菌体外壳蛋白ＰⅢ或ＰⅧ的Ｎ末端融…     

噬菌体吸附及受体结合蛋白 (RBP) 的研究进展与应用

噬菌体通过受体结合蛋白(Receptor binding protein,RBP)结合到细菌表面,其过程需要复杂的原子结构的参与和构象改变。针对噬菌体侵染,细菌发展了多种抗性机制,同时,噬菌体也进化出多种逃逸宿主抗性的机制。对噬菌体与细菌间"吸附-抗吸附-逃逸过程"的探索有助于我们理解噬菌体与细菌共进化的过程,对科学发展噬菌体治疗技术以及噬菌体的生物应用技术具有重要意义。本文概述了噬菌体吸附相关蛋白及吸附发生过程、基于RBP改变的噬菌体逃逸机制和RBP相关的生物技术研究进展。     

重组微生物生理学

重组微生物生理学主要研究外源基因与宿主的相互作用以及细胞生理状态对这种相互作用的影响。宿主与外源基因的相互作用可发生在复制、分配、表达、代谢等各种水平,主要的分子机制为核酸-核酸、核酸-蛋白质的相互作用,一些小分子化合物可作为信号或效应子参与大分子的相互作用。重组微生物生理学研究主要包括下列三方面工作:1.噬菌体、质粒与宿主的相互作用以及基因工程菌中目的基因的复制、分配和表达规律。2.微生物响答系统的响答及适应的分子机制及其对外源基因调控的影响。3.细胞生长速率对宿主基因和外源基因调控的影响。这些工作融合了分子水平和细胞水平的研究,模糊了分子生物学和生理学的界限,成为基因工程的理论基础之一。美国微生物学会自1987年起把重组微生物生理学列为年会的一个独立专题。 外源基因与宿主的相互作用 噬菌体和质粒等染色体外基因与宿主基因处于一种依赖、互补和竞争的复杂关系。     

细菌耐受噬菌体感染的分子机制研究进展

噬菌体是能感染细菌的病毒。为了抵抗噬菌体的感染,细菌进化出多种抵抗噬菌体感染的机制,这些机制的阐析极大地促进了基因编辑领域的发展,同时也为噬菌体治疗的开展奠定了基础。本文就细菌针对噬菌体感染的各个环节所进行的抵抗及其分子机制进行了简要综述,同时讨论了这些防御系统的存在对细菌自身的影响,分析了当前细菌耐受噬菌体机制研究存在的局限性,并对未来研究进行了展望。     

驯化噬菌体提高噬菌体对碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌的杀菌能力

【目的】本研究旨在通过驯化提高噬菌体的裂解能力并降低其宿主菌耐受性产生的速度,从而提高对重要病原菌-碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌(carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae, CRKp)的杀菌效果。【方法】以临床CRKp菌株Kp2092为宿主菌,利用双层琼脂平板法从污水中分离噬菌体并分析其裂解谱;对其中的广谱强裂解性噬菌体通过透射电镜观察其形态特征并进行全基因组测序;通过噬菌体-宿主连续培养进行噬菌体驯化,并比较驯化前后噬菌体生物学特性的差异。【结果】分离得到的9株肺炎克雷伯菌噬菌体中,噬菌体P55anc裂解能力强且裂解谱广,透射电镜观察发现其为短尾噬菌体。P55anc基因组全长40 301 bp,包含51个编码序列,其中27个具有已知功能,主要涉及核酸代谢、噬菌体结构蛋白、DNA包装和细胞裂解等。噬菌体P55anc经9 d的驯化后,得到3株驯化噬菌体。驯化后噬菌体杀菌能力增强,主要表现为细菌生长曲线显著下降、噬菌体暴发量增多、裂解谱扩大,且宿主菌对其产生抗性的概率显著降低。与此同时,驯化后的噬菌体在热处理、紫外暴露以及血清等环境下保持较好的稳定性。【结论】利用噬菌体-宿主连续培养的方法可对噬菌体进行驯化和筛选,驯化后的噬菌体杀菌效果更强,且在不同压力处理下的稳定性良好,而细菌产生噬菌体抗性的概率也降低。     

噬菌体展示技术在疫苗研究中的应用进展

噬菌体是一种以细菌为宿主的具有严格宿主特异性的病毒,近年来由于分子生物学和基因重组技术的长足发展,藉助噬菌体的基本特性创立和发展了噬菌体展示技术,此项技术将外源肽或蛋白与特定噬菌体衣壳蛋白融合并展示于噬菌体表面。利用这项技术制作的疫苗具有安全可靠、稳定性高、免疫效果好等优点,因此,在新型疫苗的研制上具有很大的应用价值。就噬菌体展示技术及其在疫苗研究中的优势、预防性疫苗与治疗性疫苗的研究进展予以综述。     

细菌的噬菌体感染抗性机制

噬菌体广泛存在于生态环境中。细菌在与噬菌体长期的共进化过程中,衍化出了多种针对噬茵体感染的抗性机制。我们从宿主菌的抑制吸附、阻止噬菌体DNA注入、切断噬菌体DNA和影响其功能及流产感染等方面,对宿主菌抵抗噬菌体感染的机制进行了综述。     

噬菌体相互作用与细菌毒力进化

细菌的毒力是细菌的重要生物学特性,在细菌致病过程中起着非常重要的作用。细菌的毒力基因可以编码在质粒、致病岛或噬菌体上。近些年,研究者们发现噬菌体之间的相互作用也是构成细菌毒力的一个重要因素。     

短尾噬菌体识别宿主机制的研究进展

噬菌体可以作为抗生素的替代物,用于致病菌的防控和治疗。有尾噬菌体是最常见的噬菌体类型,可以根据尾部形态的不同分为短尾噬菌体、肌尾噬菌体和长尾噬菌体3类。不同噬菌体间不仅具有明显的形态差异,其对宿主细菌的识别机制也不相同。短尾噬菌体由于其较小的基因组长度和相对简单的结构组成,成为研究宿主与噬菌体的共进化关系、以及通过基因工程改造噬菌体的良好模型。本文综述了短尾噬菌体的分类特征及不同短尾噬菌体识别宿主受体的分子机制。通过明确短尾噬菌体的识别宿主机制,有助于对相应噬菌体进行工程化改造,解决噬菌体应用中存在的关键问题,使噬菌体更广泛地应用于生物、医学与食品工业等领域中。     

噬菌体温度适应性的研究进展

噬菌体在自然界中分布广泛,是一类感染细菌的病毒总称.同时噬菌体繁殖迅速,对宿主的选择具有非常高的特异性,当其作为细菌感染的抗生素替代疗法时不易让宿主菌形成耐药性.因其严格寄生,其增殖过程除受环境因素(pH、离子强度、温度)影响外,往往还受宿主代谢水平的影响.在外部环境因素中,温度对噬菌体的影响尤为突出,其对噬菌体的活性...     

细菌与噬菌体相互抵抗机制研究进展

噬菌体作为一种侵染细菌的病毒,能够特异性识别宿主细菌。近年来,抗生素的过度使用导致耐药细菌的出现,噬菌体有望成为对抗耐药细菌的新武器。在细菌与噬菌体长期共进化过程中,二者都演化出一系列抵御策略。本文从抑制噬菌体吸附、阻止噬菌体DNA进入、切割噬菌体基因组、流产感染以及群体感应对噬菌体的调控等方面,对细菌抵抗噬菌体的机制以及噬菌体应对细菌的策略进行了综述,同时还列举了细菌和噬菌体相互抵抗机制的检测方法,以期为噬菌体在细菌控制中的应用以及探究细菌抵抗噬菌体的机制提供理论依据。     

提高噬菌体裂解酶抗菌活性的研究进展

随着细菌耐药性问题的日益严重,人们开始寻求新型抗菌制剂。噬菌体裂解酶是一种由ds DNA噬菌体编码的水解酶,能高效特异性地裂解细菌细胞壁且不易使细菌产生耐药性。由于天然裂解酶具有宿主谱窄,不能裂解革兰阴性菌等缺点,研究者对裂解酶进行了大量的设计改造。本研究主要对提高噬菌体裂解酶抗菌活性的研究进展进行综述。