外源基因在莱茵衣藻叶绿体中的表达

把莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)叶绿体作为生物反应器来表达外源基因具有广阔的应用前景。人们利用莱茵衣藻叶绿体表达体系已成功表达多种重组蛋白,其中包括人类药用蛋白。综述了莱茵衣藻叶绿体转化的方法、影响外源基因表达的主要因素以及外源基因在莱茵衣藻叶绿体表达研究进展。     

衣藻叶绿体分裂基因CrFtsZ1在E.coli中的表达

FtsZ蛋白在细菌的分裂中起着重要作用,能够在分裂位点形成一个环状结构而控制细菌的分裂过程。细胞内FtsZ蛋白浓度的明显降低或异常升高均可阻断正常的细胞分裂过程进而导致丝状菌体的产生。为了研究衣藻叶绿体分裂基因ftsZ的功能,构建了衣藻CrFtsZ1的原核表达重组质粒。试验结果表明,衣藻ftsZ的表达严重影响了大肠杆菌的分裂,初步证明衣藻FtsZ蛋白不仅与E．coli FtsZ蛋白在序列上相似,而且也有着相似的功能,同时这一结果也为真核细胞中质体的内共生起源提供了直接的证据。     

豆血红蛋白基因lba的克隆及其转化衣藻叶绿体

降低细胞内的氧气含量是提高莱茵衣藻产氢效率的重要手段之一。本研究首次尝试将豆血红蛋白基因lba转入衣藻叶绿体中表达,利用豆血红蛋白具有与氧可逆结合的特性,期望降低转基因衣藻细胞内的氧气含量,达到提高衣藻产氢效率的目的。实验结果证明,lba成功转入到衣藻叶绿体中,且对其生长没有产生显著影响,这为下一步调控Lba在衣藻叶绿体中表达活性和提高衣藻产氢效率奠定了实验基础。     

衣藻CrFtsZ2-GFP融合蛋白在E.coli中的表达及其定位

FtsZ蛋白在细菌的分裂中担任着重要作用 ,能够在分裂位点形成一个环状结构而控制细菌的分裂过程。胞内FtsZ蛋白浓度的异常升高或降低均可阻断正常的细胞分裂过程进而形成分裂异常的丝状菌体。为了研究衣藻FtsZ蛋白的生物学活性 ,构建了衣藻CrFtsZ2cDNA全长与绿色荧光蛋白基因egfp的融合表达质粒 ,并对其在大肠杆菌中的表达与定位做了初步分析。在大肠杆菌JM10 9中 ,融合表达质粒的过量表达导致宿主菌形成了丝状菌体 ,通过荧光显微镜观察发现CrFtsZ2 EGFP融合蛋白沿着宿主菌体的纵轴方向有规律地聚集成荧光点或荧光带 ,暗示衣藻CrFtsZ2蛋白能够识别宿主菌内分裂位点的定位信号并参与其细胞分裂过程 ,初步验证了衣藻CrFtsZ2蛋白的功能。     

衣藻叶绿体表达系统的研究

真核藻类作为一种新型的蛋白表达系统,因其培养方法简单,成本低廉并且能大规模繁殖,最近几年成为人们关注的焦点.作为一种模式生物,单细胞的真核生物莱茵衣藻已经成为人们研究的重点.外源蛋白不仅能在衣藻核中进行表达而且也能在叶绿体中表达,但衣藻叶绿体的表达系统较之核表达有巨大的优越性.在到目前为止,已经有许多的药用蛋白在莱茵衣藻的叶绿体中成功表达的报道,证明了莱茵衣藻叶绿体作为生物反应器的能力.将对衣藻叶绿体的表达做详细的描述.     

衣藻CrMinD基因的网上克隆及其进化分析

细菌细胞正常分裂时,在其中部形成介导细胞分裂的环状复合物结构。该环状复合物至少由10多种蛋白组成。其中,FtsZ蛋白最早在细胞中部组装成环状结构Z环,其他分裂相关蛋白再先后与Z环相结合,行使其分裂功能。Fts蛋白为原核细胞骨架蛋白,与真核生物的微管蛋白具有共同的进化祖先。在大肠杆菌细胞中共有三个潜在的细胞分裂位点,一在中部,另外两个分部在两极。正常情况下仅有中部的分裂位点得到应用。FtsZ环正确定位于细胞中部的潜在分裂位点与MinD蛋白密切相关。当minD基因突变时FtsZ蛋白则在细胞两极组装成Z环,最终导致细胞分裂异常,产生不含基因组的小细胞(Mincell)。     

衣藻质体分裂相关基因CrFtsZ2的克隆及其进化分析

ＦｔｓＺ(ｆｉｌａｍｅｎｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｉｔｉｖｅ)是一类从大肠杆菌温度敏感型突变体中分离到的基因 .该基因与Ｅ .ｃｏｌｉ细胞分裂密切相关 .突变体由于细胞分裂受阻而呈现“长丝状”[1] .此类基因于 1980年首次被克隆[2 ] .随后的研究表明 ,ＦｔｓＺ蛋白在Ｅ .ｃｏｌｉ分裂细胞的凹陷处形成环状多聚体 ,Ｚ环 ,是Ｅ .ｃｏｌｉ细胞分裂的限制因子[3 ] .衣藻属于绿藻 ,在现存的所有单细胞真核藻类中 ,绿藻是与陆生植物亲缘关系最近的一支[4] .由于衣藻为单细胞真核生物 ,并且仅含有一个巨大的叶绿体 ,因而是研究…     

小G蛋白BBS3b的原核表达纯化及其多克隆抗体制备北大核心

[目的]制备莱茵衣藻小G蛋白BBS3b的多克隆抗体。[方法]利用莱茵衣藻bbs3b基因的c DNA序列分别构建了带有GST和6×His标签的原核表达载体p GEX-2T-BBS3b和p ET-28a(+)-BBS3b并转化至大肠杆菌BL21(DE3)诱导表达,以12%SDS-PAGE鉴定。用纯化的GST-BBS3b融合蛋白免疫新西兰大白兔,采集第4次免疫后血液并分离血清,利用间接ELISA法进行效价测定,并将抗血清依次经过Protein A纯化和硝酸纤维素膜纯化,用Western Blotting检测抗体特异性。[结果]GST-BBS3b和6×His-BBS3b融合蛋白的分子量分别为46、20 k Da。用ELISA的方法测定抗血清效价为512 000,Western Blotting检测结果显示制备的多克隆抗体能够特异性识别莱茵衣藻BBS3b蛋白。[结论]制备的多克隆抗体效价为512 000,能够特异性识别莱茵衣藻中BBS3b蛋白,为利用莱茵衣藻作为模式生物进行BBS3b在纤毛信号传导中的作用机理研究奠定了基础。     

Isolation of a cDNA fragment coding for Chlamydomonas reinhardtii ferredoxin and expression of the recombinant protein in Escherichia coli.

A cDNA clone coding for mature C. reinhardtii ferredoxin has been isolated from a cDNA library using PCR and two oligonucleotide primers based on the N- and C-termini of the protein's amino acid sequence. The nucleotidic sequence of the PCR fragment (299 bp) agreed well with the amino acid sequence since a single conservative substitution (Thr-7 to Ser) could be deduced. The PCR fragment was inserted into the expression vector pTrc 99A, using the incorporated NcoI and BamHI restriction sites and the construction used to transform E. coli (DH5 F′). After subsequent large scale expression and purification of the recombinant protein, biochemical and biophysical analysis have indicated that the product isolated from E. coli is homologous to native ferredoxin isolated from green algae.     

Recombination and Heterologous Expression of Aliophycocyanin Gene in the Chloroplast of Chlamydomonas reinhardtii

Heterogeneous expression of multiple genes in the nucleus of transgenic plants requires theintroduction of an individual gene and the subsequent backcross to reconstitute multi-subunit proteins ormetabolic pathways.In order to accomplish the expression of multiple genes in a single transformationevent,we inserted both large and small subunits of allophycocyanin gene (apcA and apcB) into Chlamydomonasreinhardtii chloroplast expression vector,resulting in papc-S.The constructed vector was then introducedinto the chloroplast of C.reinhardtii by micro-particle bombardment.Polymerase chain reaction and Southernblot analysis revealed that the two genes had integrated into the chloroplast genome.Western blot andenzyme-linked immunosorbent assay showed that the two genes from the prokaryotic cyanobacteria couldbe correctly expressed in the chloroplasts of C.reinhardtii.The expressed foreign protein in transformantsaccounted for about 2%-3% of total soluble proteins.These findings pave the way to the reconstitution ofmulti-subunit proteins or metabolic pathways in transgenic C.reinhardtii chloroplasts in a single transformationevent.     

丙肝病毒融合抗原基因NS3-C定点整合入衣藻叶绿体基因组的研究

用ＰＣＲ 方法从丙型肝炎病毒（ＨＣＶ） ｃＤＮＡ 文库中克隆了两段ＤＮＡ 片段,即ＨＣＶ 基因组非结构ＮＳ３区抗原基因（约０．７ ｋｂ）和核心抗原Ｃ区抗原基因（约０．６ ｋｂ）的ｃＤＮＡ 片段。在两段ｃＤＮＡ 间加入连接肽Ｓｅｒ－ Ｐｒｏ－ Ｇｌｙ－ Ｓｅｒ 的密码子序列,构建成融合抗原基因ＮＳ３－ Ｃ。将该融合基因与衣藻叶绿体基因ａｔｐＡ 的启动子和ｒｂｃＬ 基因的３′末端连接,得到丙肝病毒融合抗原基因ＮＳ３－ Ｃ表达盒,再将该表达盒与选择标记基因ａａｄＡ 表达盒和衣藻叶绿体基因组同源片段连接,构建成衣藻叶绿体转化载体ｐＳＳ６。基因枪法转化衣藻叶绿体,经壮观霉素筛选获得转化再生的单藻落,对转基因衣藻的ＰＣＲ 和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ 杂交分析表明,融合抗原基因ＮＳ３－ Ｃ已整合到衣藻叶绿体基因组中。     

Insertional mutagenesis to isolate acetate-requiring mutants in Chlamydomonas reinhardtii

Abstract An arg 7 mutant of the green alga Chlamydomonas reinhardtii was transformed with pARG7.8, a plasmid bearing the wild-type ARG 7 gene. Out of 4100 arg⁺ transformants selected on an arginine-free medium supplemented with acetate, nine failed to grow on acetate-free medium (ac⁻ mutants). The results of the genetic and molecular analysis of several ac⁻ mutants are in agreement with the hypothesis that they originated from insertion of the incoming plasmid into the nuclear genome. These mutants should constitute valuable tools for isolating the corresponding wild-type genes after plasmid rescue into Escherichia coli .     

Isolation and characterization of a new transposable element in Chlamydomonas reinhardtii

A new transposable element, Tcr3, was identified in the unicellular green alga Chlamydomonas reinhardtii. The Tcr3 element contained imperfect terminal inverted repeat sequences of 56 bp and created a 2 bp target site duplication upon insertion. Insertion of Tcr3 into the 3-untranslated region of the NIT8 gene, which is essential for nitrate assimilation, prevented expression of the gene. Excision of the Tcr3 element correlated with reversion of the mutant phenotype and left behind a 3 bp footprint. Tcr3 was found in all Chlamydomonas isolates tested and should prove to be useful for transposon-tagging experiments in Chlamydomonas.