Candida amazonensis FLP/FRT基因敲除系统的构建及初步验证

【目的】构建一个适用于Candida amazonensis抗性标记可重复使用的FLP/FRT基因敲除系统,并通过敲除C.amazonensis的丙酮酸脱羧酶基因(Pyruvate decarboxylase,PDC)对该系统进行初步验证。【方法】以gfpm(绿色荧光蛋白基因)为报告基因,通过添加相应诱导剂评估Spathaspora passalidarum来源启动子(SpXYLp、SpMAL6p、SpMAL1p、SpGAL1p)和Saccharomyces cerevisiae来源Sc GAL1p启动子在C.amazonensis中的诱导调控性能。选择严格诱导型启动子调控FLP重组酶的表达,并在FLP表达盒和潮霉素(Hygromycin B)抗性标记基因(hphm)两端添加同向重复的FRT位点,以PDC基因作为靶基因构建敲除盒PRFg HRP,转化宿主菌C.amazonensis CBS 12363,筛选得到阳性转化子后,通过添加诱导剂,表达FLP重组酶,实现FRT位点间片段切除。【结果】诱导调控实验表明启动子SpGAL1p(受半乳糖诱导)和SpMAL1p(受麦芽糖诱导)是适用于C.amazonensis的严格诱导型启动子。以SpGAL1p调控FLP基因表达,构建的敲除盒PRFg HRP成功转化宿主菌,获得阳性转化子C.amazonensis PDC01,通过添加半乳糖诱导,成功切除基因组中FLP表达盒和抗性标记盒,获得突变株C.amazonensis PDC02。【结论】首次建立了一个适用于C.amazonensis抗性标记可重复使用的FLP/FRT基因敲除系统,并利用该系统成功敲除了C.amazonensis内的PDC基因,为进一步利用代谢工程改造C.amazonensis酵母奠定了良好基础。     

DNA重组酶FLP原核表达与多步法纯化及其活性检测

DNA重组酶FLP存在于酵母2μ质粒上,能识别34bp的FRT位点,并根据2个FRT位点的相对方向完成位点间DNA序列的交换、重组、删除与逆转,在现代分子生物学理论研究与基因工程技术开发中具有广泛应用。构建了在原核大肠杆菌中高效表达FLP重组酶的表达载体pQE32-flpe并建立起相应的原核高效表达体系,在原核细菌大肠杆菌M15菌株中实现FLP酶蛋白的高效表达,同时建立了相应的纯化方法。纯化时先用硫酸铵沉淀法富集FLP酶蛋白,经透析脱盐后再用镍离子鳌合微柱(0.5~1.0mL)亲合层析梯度洗脱的方法获得纯化的FLP酶蛋白。通过构建含有2个方向相同的FRT序列位点的质粒pUC18-FRT-gfp-FRT和含有1个FRT位点的表达载体pET30a-FRT,并分别以其为底物来检测FLP重组酶的删除、交换与重组功能的活性。结果表明,该方法不仅能有效表达FLP酶蛋白,并能行之有效地纯化FLP酶蛋白,以及检测纯化的FLP酶蛋白对DNA序列的删除、重组与交换功能。该方法简单易行并能获得有活性的FLP酶蛋白,为深入研究其机理以及研发相应的DNA重组技术提供重要参考。     

基于Red重组系统构建含Flag标签标记UL23基因的重组人巨细胞病毒

利用来源于λ噬菌体的Red系统,将Flag标签及两侧带有FRT位点的卡那霉素抗性基因片段插入原HCMV TowneBAC中UL23基因3 '末端区域,通过卡那抗性筛选带有抗性标记的重组菌株,并通过表达重组酶FLP的质粒pCP20去除卡那霉素抗性基因,得到带有Flag标签标记UL23基因和单一FRT位点的突变BAC.重组后的BAC分子同质粒pcDNA3.1(+)-pUL82共转染HFF细胞后重建重组HCMV.Western blotting检测证实所构建重组病毒能够表达含Flag标签标记的pUL23蛋白.此含有Flag标签标记UL23基因的重组HCMV的成功构建为了进一步研究人巨细胞病毒UL23基因及其产物的功能提供依据.     

一种利用λRed重组技术在杀鱼爱德华氏菌基因组添加标签的方法

在杀鱼爱德华氏菌病原学研究中,在动物中制备杀鱼爱德华氏菌蛋白抗体耗时长,且获得的多克隆或多肽抗体在宿主细胞中特异性差,背景信号强。为解决这一问题,对在大肠杆菌(Escherichia coli)和沙门氏菌(Salmonella)中建立起来的λRed基因编辑方法进行调整和优化,建立了在杀鱼爱德华氏菌(Edwardsiella piscicida)基因组基因上添加HA标签序列的方法,为使用标签抗体研究杀鱼爱德华氏菌基因功能提供便利。λRed重组系统利用同源线性DNA片段与基因组DNA进行重组。即以质粒pSU315为模板,在引物上引入目的基因的特异性序列,扩增FRT序列和抗生素抗性基因;以获得的PCR产物转化携带pKD46的杀鱼爱德华氏菌,在pKD46表达的λ噬菌体的3个重组蛋白(Exo、Beta和Gam)作用下, PCR产物与杀鱼爱德华氏菌基因组发生同源重组,获得引入了抗生素抗性的靶基因缺失或靶基因携带标签序列的菌株;接着利用pKD46的温敏型特性,消除引入的pKD46;最后向杀鱼爱德华氏菌引入文章构建的表达Flp重组酶的质粒pKD46-flp,在FLP作用下,两个FRT位点之间发生重组,...     

含FLP“交换盒”结构的打靶载体构建及ES细胞打靶研究

利用小鼠HPRT基因组DNA片段和人工合成的含有FLP重组酶识别位点变异体FRT和F3RT序列的寡核苷酸 ,构建了针对小鼠HPRT基因位点的置换型打靶载体pSP HPRT Fneo F₃。经过限制酶酶切及部分测序鉴定其结构正确后 ,将线性化了的打靶载体以电穿孔法导入ES细胞内 ,经G418和 6 -TG双药筛选和分子鉴定 ,得到了 2个在HPRT位点整合有FLP重组酶“交换盒”F Neo F3结构的双交换重组ES细胞克隆 ,为建立基于FLP重组酶介导的盒式交换的高效、定点转基因体系创造了条件.     

应用cDNA微阵列技术研究EB病毒LMP1介导的鼻咽癌中转移相关基因的表达

探讨EB病毒基因组编码的癌蛋白LMP1对鼻咽癌细胞中转移相关基因表达的影响.采用蛋白质印迹法检测在强力霉素(Dox)诱导下,鼻咽癌细胞系pTet-on-LMP1 HNE2(L7细胞)中LMP1表达的时效和量效关系.应用cDNA微阵列技术建立诱导性LMP1介导鼻咽癌细胞中转移相关基因差异表达谱;运用RT-PCR验证cDNA微阵列筛选差异基因表达的可靠性.与LMP1不表达的L7细胞比较,LMP1高表达的L7细胞中7个基因的表达显著上调,12个基因的表达显著下调.随机选择其中4个基因进行RT-PCR,结果显示,这些基因表达阳性,且与微阵列中的变化趋势一致.LMP1可能通过激活和/或抑制一些转移相关基因的表达而参与鼻咽癌转移过程.     

地衣芽胞杆菌FLP/FRT基因编辑系统的构建及验证

地衣芽胞杆菌有效的基因编辑工具有限,为了拓展和丰富其基因编辑手段,在地衣芽胞杆菌中构建一个抗性标记可重复使用的FLP/FRT基因编辑系统,并通过敲除α-淀粉酶基因amyL、蛋白酶基因aprE及敲入外源透明颤菌血红蛋白基因vgb对该系统进行初步验证。首先以温敏质粒pNZT1为载体分别构建amyL和aprE基因敲除质粒pNZTT-AFKF和pNZTT-EFKF,两个敲除质粒各自包含针对目标基因的同源臂、抗性基因及同向的FRT位点;将敲除质粒转化地衣芽胞杆菌并经过两次同源交换过程实现目标基因的敲除;最后导入一个FLP重组酶表达质粒通过FLP/FRT系统的重组作用介导抗性基因的回收。为进一步验证本系统的实用性及编辑效率,构建了包含透明颤菌血红蛋白编码基因vgb表达盒及基因组丙酮酸甲酸裂解酶编码基因pflB敲除盒的重组质粒pNZTK-PFTF-vgb,并以此进行外源基因vgb在基因组上的定向敲入。结果显示,成功敲除amyL及aprE并回收了抗性标记卡那霉素基因,敲除后淀粉酶活和蛋白酶活分别减少95.3%和80.4%;vgb基因成功整合入基因组pflB位点并回收了抗性标记四环素基因,并利用荧光定量PCR技术检测到vgb的整合表达。文中首次建立了一个适用于地衣芽胞杆菌的、抗性标记可重复使用的FLP/FRT基因编辑系统,并进行了基因敲除及基因敲入验证,为地衣芽胞杆菌遗传改造提供了良好的方法参考。     

肠出血性大肠杆菌O157∶H7 z1445基因缺失株的构建

目的:利用Red重组系统敲除肠出血性大肠杆菌(EHEC)O157∶H7的z1445基因,构建大肠杆菌z1445基因缺失突变株。方法:以O157∶H7为模板,PCR扩增目的基因两侧的同源臂序列,分别经酶切后连接到p UC19-kan质粒的卡那霉素抗性基因kan两侧,PCR获得中间嵌合kan基因(带有FRT位点)的同源线性片段,利用质粒p KD46敲除z1445基因,利用质粒p CP20去除抗性标记基因;PCR鉴定及测序验证目的基因缺失后,测定缺失株及野生株的生长曲线。结果:敲除了z1445基因,突变株与野生株的生长曲线接近。结论:构建了z1445基因缺陷型菌株,为进一步分析z1445基因在O157∶H7与宿主的相互作用中发挥的作用提供了材料。     

表达NDV-F基因重组马立克病病毒的构建及其在鸡体内外的复制

以敲除meq基因的MDV-Ⅰ型弱毒GX0101△meq为载体构建一株表达外源基因NDV-F的重组病毒。将外源基因NDV-F的ORF插入到真核表达载体pcDNA3.1(-)中,扩增含有CMV启动子的NDV-F表达盒,同时扩增筛选基因Kan+表达盒,将他们插入到载体PMD18-T中。用含有MDV-US2区50bp同源臂的引物扩增串联表达盒,将产物电转进含有GX0101△meq的EL250宿主菌中,1%阿拉伯糖诱导掉阳性重组病毒基因组中的Kan+表达盒。挑选敲除Kan+表达盒的阳性克隆提取质粒,转染CEF细胞拯救重组病毒。将重组病毒腹腔注射鸡体,观察其在鸡体内的生长复制。成功拯救插入外源基因NDV-F的重组马立克病病毒rMDV-F,重组病毒在CEF细胞内能很好的复制表达且其在鸡体内也能很好的生长复制。以GX0101△meq为载体,结合Red E/T和FLP/FRT重组系统成功构建了表达外源基因NDV-F的重组病毒,为我们重组病毒的研究奠定了基础。     

构建单纯疱疹病毒基因组Bam HIC片段上有插入突变的重组病毒

单纯疱疹病毒(GSV)是重要的人类DNA病毒。国内外学者正在对其基因结构、功能和基因调控机制进行探索,以及利用其作为病毒载体表达外源基因研制基因工程疫苗等,并且已经取得了一定的成绩。多年来,尽管对HSV-1的分子遗传学做了包括序列分析在内的大量研究,但对HSV基因组许多部位的功能,它们相互之间的关系,特别是某特定部位对活病毒生物特性的作用(病毒生长、繁殖、毒力等),所知很少。为了深入了解HSV-1基因组中Bam H I C片段这一未知部分的功能,我们对它进行了克隆、次级克隆和酶谱分析,并且利用胸腺嘧啶核苷激酶基因—小Mu噬菌体系统(TK-mM)组建了在HSV-1的Eam H I C片段上有TK-mM插入的重组质粒。本文报道利用组建的重组质粒DNA和提纯的TK-HSV-1毒株DNA共同转染细胞,获得了在HSV-1基因组Burn H I C片段上有插入突变的重组病毒。     

裂解性复制诱导产生可视化重组Epstein Barr病毒

为了在病毒的整个基因组中研究基因的功能,分析基因与基因之间的相互作用,含有整个野生型EB病毒(EBV)基因组的BAC-EBV质粒(p2089),首先被转染EBV阴性的HEK293细胞,经潮霉素筛选建立了HEK293/p2089稳定细胞系.再构建pcDNA3.1( )/BZLF1和pcDNA3.1( )/BALF4真核表达质粒,共转染至HEK293/p2089细胞内,诱导EBV裂解性复制产生可视化的重组EBV颗粒.重组EBV颗粒感染Raji细胞,在倒置荧光显微镜下和流式细胞仪记数GFP阳性细胞,根据这些"绿色Raji单位"确定病毒的滴度.在国内首次建立这种以细菌人工染色体(BAC)为基础的EBV感染性克隆技术,将允许对EB病毒基因组中任何基因的任何遗传修饰,为在整个基因组中对EB病毒基因功能的研究奠定了基础,也为对EBV与其相关的肿瘤如鼻咽癌发生机理的研究建立了新的技术平台.     

Sequence organization of the circular plasmid pKD1 from the yeast Kluyveromyces drosophilarum.

pKD1 is the only circular plasmid known in the genus Kluyveromyces. Nucleotide sequence analysis has revealed that this 4757 base-pairs long plasmid contained three major open reading frames, A, B, and C, and a pair of inverted repeats of 346 base-pairs. The molecule exists in two isomeric forms generated by internal recombination at these repeats. The functional organization of pKD1 genome appears to be quite analogous to that of the 2u plasmid of Saccharomyces cerevisiae. There is however little homology of sequences between these plasmids, except that the gene A has a dispersed but significant homology with the FLP recombinase gene of the 2u plasmid. S.cerevisiae cells can be transformed by derivatives of pKD1 carrying URA3 gene as a selection marker.     

稳定携带山羊痘病毒DNA疫苗减毒沙门氏菌的构建

为构建质粒稳定型山羊痘DNA疫苗,采用PCR与限制性酶切技术去除真核表达质粒pcDNA3.1(+)的氨苄抗性bla基因启动子序列,构建改良质粒pmcDNA3.1(+),然后插入山羊痘病毒P32基因,获得重组表达质粒pmcDNA3.1-P32,通过TSS法将其转化至减毒沙门氏菌中,构建成功携带山羊痘DNA疫苗的重组减毒沙门氏菌SL7207(pmcDNA3.1-P32);体内和体外试验结果表明,重组质粒pmcDNA3.1-P32在沙门氏菌中的稳定性显著高于pcDNA3.1-P32。这为下一步减毒沙门氏菌介导的山羊痘DNA免疫研究奠定了基础。     

The FLP recombinase of yeast catalyzes site-specific recombination in the Drosophila genome

We have transferred the site-specific recombination system of the yeast 2 micron plasmid, the FLP recombinase and its recombination targets (FRTs), into the genome of Drosophila. Flies were transformed with an FLP gene under the control of hsp70 regulatory sequences and with a white gene flanked by FRTs. The heat-induced recombinase catalyzes recombination between FRTs, causing loss of white (seen somatically as white patches in the eye) and, less frequently, gain of white (seen as dark-red patches). Loss and gain frequencies vary with the severity of the heat shock, and patterns of mosaicism vary with the developmental stage at which the heat shock is applied. The recombinase is also active in the germline, producing white-eyed and dark-red-eyed progeny.     

Red体内同源重组介导的egfp、kan基因融合和重组质粒构建

重组工程是近年来建立的一种基于高效率体内同源重组的新型遗传工程技术,可应用于靶DNA序列的敲入、敲除和基因克隆等。在应用重组工程技术进行基因亚克隆时发现,体外重叠PCR法难以获得高质量的目的DNA打靶片段,严重影响重组效率。为了解决上述问题,根据Red重组酶介导的体内同源重组工作原理进行了技术改进。先用PCR方法合成egfp和kan两条末端互补的线性DNA片段,然后将其电击共转化进入携带Red重组酶和pcDNA3．1载体DNA的大肠杆菌DY331菌株内,经体内同源重组直接产生的pcDNA3.1—egfp-kan环状重组质粒DNA分子可通过抗生素标记筛选获得,阳性率可达到45％。瞬时转染pcDNA3．1-egfp-kan可获得绿色荧光蛋白在293细胞中的表达。     

FLP-mediated recombination in the vector mosquito, Aedes aegypti.

The activity of a yeast recombinase, FLP, on specific target DNA sequences, FRT, has been demonstrated in embryos of the vector mosquito, Aedes aegypti. In a series of experiments, plasmids containing the FLP recombinase under control of a heterologous heat-shock gene promoter were co-injected with target plasmids containing FRT sites into preblastoderm stage mosquito embryos. FLP-mediated recombination was detected between (i) tandem repeats of FRT sites leading to the excision of specific DNA sequences and (ii) FRT sites located on separate plasmids resulting in the formation of heterodimeric or higher order multimeric plasmids. In addition to FRT sites originally isolated from the yeast 2 microns plasmid, a number of synthetic FRT sites were also used. The synthetic sites were fully functional as target sites for recombination and gave results similar to those derived from the yeast 2 microns plasmid. This successful demonstration of yeast FLP recombinase activity in the mosquito embryo suggests a possible future application of this system in establishing transformed lines of mosquitoes for use in vector control strategies and basic studies.     

Epstein-Barr virus transforming protein LMP1 plays a critical role in virus production

The Epstein-Barr virus (EBV) latent membrane protein 1 (LMP1), which is critical for EBV-induced B-cell transformation, is also abundantly expressed during the lytic cycle of viral replication. However, the biological significance of this strong LMP1 induction remains unknown. We engineered a bacterial artificial chromosome clone containing the entire genome of Akata strain EBV to specifically disrupt the LMP1 gene. Akata cell clones harboring the episomes of LMP1-deleted EBV were established, and the effect of LMP1 loss on virus production was investigated. We found that the degree of viral DNA amplification and the expression levels of viral late gene products were unaffected by LMP1 loss, demonstrating that the LMP1-deleted EBV entered the lytic replication cycle as efficiently as the wild-type counterpart. This was confirmed by our electron microscopic observation that nucleocapsid formation inside nuclei occurred even in the absence of LMP1. By contrast, loss of LMP1 severely impaired virus release into culture supernatants, resulting in poor infection efficiency. The expression of truncated LMP1 in Akata cells harboring LMP1-deleted EBV rescued the virus release into the culture supernatant and the infectivity, and full-length LMP1 partially rescued the infectivity. These results indicate that inducible expression of LMP1 during the viral lytic cycle plays a critical role in virus production.     

SARS冠状病毒N蛋白激活hfgl2凝血酶原酶基因的研究

研究鉴定激活hfgl2凝血酶原酶基因的SARS冠状病毒结构蛋白。从SARS尸检肺组织中抽提RNA后制备cDNA,分别扩增SARS-CoV的N、S2和M全长基因序列,再分别克隆到真核表达载体pcDNA3.1( )上。应用免疫组织化学分析鉴定pcDNA3.1-N、pcDNA3.1-M和pcDNA3.1-S2的表达。构建人纤维介素(hfgl2)启动子荧光素酶报告基因质粒,并将SARS冠状病毒结构蛋白表达质粒分别与其共转染以明确激活hfgl2基因转录的SARS冠状病毒结构蛋白。将目的片段克隆至pcDNA3.1( ),经酶切鉴定和测序鉴定无误;免疫组织化学染色可见明显的CHO细胞胞浆棕染。与hfgl2启动子共转染实验阐明SARS冠状病毒膜(M)蛋白和刺突糖(S2)蛋白对hfgl2基因的激活与对照组无显著差异,而SARS冠状病毒核心(N)蛋白可激活hfgl2启动子,使其转染活性提高4.6倍。SARS冠状病毒N蛋白可增强hfgl2基因的转录活性。     

金属硫蛋白 - 潜伏膜蛋白融合基因的体外转录调控

ＥＢ病毒（ＥＢＶ）是一种与地区性伯基特氏淋巴瘤、鼻咽癌、何杰金氏病等多种人体肿瘤有关的疱疹病毒．已往的研究表明,潜伏膜蛋白（ＬＭＰ）基因是ＥＢＶ最可能的致瘤基因．为制备ＬＭＰ基因转基因小鼠,探讨ＬＭＰ的体内致瘤作用,首先构建了含鼠金属硫蛋白－１（ＭＴ－１）基因调控区和ＬＭＰ基因编码区的ｐＢＲ３２２－ＭＴ－ＬＭＰ质粒,并用电击法将该质粒与ｐＫＪ１－Ｎｅｏ质粒共转染人胃癌细胞株ＭＧＣ,对ＭＴ－ＬＭＰ基因在转染细胞中的整合、转录情况及重金属镉和镍对该融合基因的转录调控进行了研究．结果表明：（１）两质粒共转染效率为８６．７％;（２）ＰＣＲ和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析显示,完整的ＭＴ－ＬＭＰ基因已整合入转染的ＭＧＣ细胞基因组,且在不同的转染细胞克隆中,ＭＴ－ＬＭＰ基因整合的方式及拷贝数不同,拷贝数从１到１９不等;（３）ＲＴ－ＰＣＲ和Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交分析证实,ＭＴ－ＬＭＰ基因不仅在转染的ＭＧＣ中能够转录,而且在１０μｍｏｌ／Ｌ镉诱导下,ＭＴ－ＬＭＰ基因转录增强,平均增高约１．４倍．结果说明,在ＭＴ－１基因调控区指导下,ＬＭＰ基因不但有ｍＲＮＡ水平的表达,而且其表达受重金属镉的调控,上述结果为制备ＭＴ－ＬＭＰ转基因小鼠