白念珠菌肌醇多磷酸激酶Kcs1的功能

【目的】鉴定白念珠菌肌醇多磷酸激酶Kcs1蛋白,并探索Kcs1在该病原菌细胞自噬、菌丝发育及致病过程中的功能。【方法】采用二步PCR介导的同源重组方法,构建白念珠菌KCS1基因缺失菌株kcs1Δ/Δ及回补菌株KCS1c;采用氮饥饿敏感性测定及GFP-Atg8自噬报告系统,测定KCS1缺失对白念珠菌自噬过程的影响;采用菌丝诱导培养,测定KCS1缺失对白念珠菌菌丝发育能力的影响;采用巨噬细胞模型及小鼠系统性感染模型,分析KCS1缺失对白念珠菌感染宿主能力的影响。【结果】KCS1缺失造成白念珠菌氮饥饿耐受能力降低,氮饥饿条件下自噬相关蛋白Atg8的降解及转运水平下降,菌丝发育变缓,对巨噬细胞耐受及损伤能力减弱,但不影响菌株的小鼠系统性感染能力。【结论】白念珠菌肌醇多磷酸激酶Kcs1在细胞自噬、菌丝发育、与巨噬细胞相互作用等方面发挥重要作用。     

高亲和性铁离子渗透酶Ftr1和Ftr2调控白念珠菌生长和形态

摘要:【目的】通过分析FTR1、FTR2基因缺失株在不同培养条件下的生长情况以及菌丝生长能力,明确高亲和性铁离子渗透酶在白念珠菌生长和形态发生中的功能。【方法】将不同基因型的菌株分别置于不同的培养基和培养温度下进行培养,对其生长速度以及菌丝的生长状态进行观察,获取相应的实验结果。【结果】FTR1或FTR2单基因缺失对于白念珠菌的生长没有显著的影响,但是FTR1、FTR2双基因缺失使白念珠菌在Spider培养基中不能生长,铁离子的增加能够恢复该双基因缺失株的生长能力。FTR1、FTR2双基因缺失株在营养贫瘠的合成培养基上生长速度也较慢。此外,ftr1/frt1菌株的菌丝生长能力增强,而ftr2/ftr2菌株的菌丝生长能力减弱。双突变株ftr1/ftr1 ftr2/ftr2的菌丝生长能力能够恢复到野生对照株的水平。【结论】Ftr1与Ftr2对白念珠菌在微量铁元素环境中的生存有着重要的作用,还参与了白念珠菌对碳源N-乙酰葡萄糖胺、乙醇和甘油等的利用。此外,Ftr1对白念珠菌菌丝生长起负调控作用,Ftr2对菌丝生长起正调控作用。因此,ftr1/ftr1 ftr2/ftr2双基因突变株的菌丝生长能力能够恢复到野生对照株的水平。     

白念珠菌CaPPE1的克隆及其在酿酒酵母形态发生中的功能研究

白念珠菌的致病性与其形态转变相关,白念珠菌的形态转换受各种外界信号和细胞内信号转导途径的调控.转录因子Flo8在酿酒酵母形态发生中起重要作用,我们将白念珠菌基因组文库导入flo8缺失株中,筛选能够校正flo8缺失株侵入生长缺陷的基因,分离得到一个与酿酒酵母蛋白磷酸酯酶甲基酯酶PPE1同源的基因,命名为CaPPE1.CaPPE1的基因编码区全长1083bp,推测编码一个361氨基酸的蛋白.在单倍体酿酒酵母中,CaPPE1基因的表达可以部分回复flo8缺失株的侵入生长缺陷,但是在MAPK途径缺失株中不能进行侵入生长.在双倍体酿酒酵母中,CaPPE1基因的表达可以部分激活MAPK途径成员缺失株的菌丝生长缺陷,但却只能在flo8缺失株中产生微弱的激活作用.结果表明CaPpe1在酿酒酵母的假菌丝生长和侵入生长中参与的信号转导途径不同.     

白念珠菌CaPPEl的克隆及其在酿酒酵母形态发生中的功能研究

白念珠菌的致病性与其形态转变相关,白念珠菌的形态转换受各种外界信号和细胞内信号转导途径的调控。转录因子Flo8在酿酒酵母形态发生中起重要作用,我们将白念珠菌基因组文库导入flo8缺失株中,筛选能够校正flo8缺失株侵入生长缺陷的基因,分离得到一个与酿酒酵母蛋白磷酸酯酶甲基酯酶PPEl同源的基因,命名为CaPPEl。CaPPEl的基因编码区全长1083bp,推测编码一个361氨基酸的蛋白。在单倍体酿酒酵母中,CaPPEl基因的表达可以部分回复flo8缺失株的侵入生长缺陷,但是在MAPK途径缺失株中不能进行侵入生长。在双倍体酿酒酵母中,CaPPEl基因的表达可以部分激活MAPK途径成员缺失株的菌丝生长缺陷,但却只能在flo8缺失株中产生微弱的激活作用。结果表明CaPpel在酿酒酵母的假菌丝生长和侵入生长中参与的信号转导途径不同。     

苏云金芽胞杆菌sigK 基因插入失活突变体的特点及其对cry3A基因启动子活性的影响

摘要: 【目的】构建苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt) sigK 基因插入失活突变体,分析突变体特点并明确其对cry3A 基因启动子的影响。【方法】采用同源重组技术在苏云金芽胞杆菌HD-73 菌株sigK 基因中插入卡那霉素抗性基因,构建了sigK 基因插入失活突变体。通过生长曲线测定、扫描电子显微镜观察晶体、芽胞形成情况和芽胞计数及SDS-PAGE 等方法分析了突变体的特点; 构建了遗传恢复菌株对上述性状进行了功能验证; 利用启动子融合lacZ 技术检测了cry3A 基因启动子的转录活性。【结果】获得了苏云金芽胞杆菌HD-73 菌株sigK 基因突变体,生长曲线测定表明,突变体较出发菌株在稳定期后期生长较慢; 扫描电子显微镜观察和芽胞计数分析显示,突变体丧失了形成芽胞和晶体的能力; SDS-PAGE 分析表明突变体中伴胞晶体蛋白的表达量明显低于出发菌株和恢复菌株。利用载体pHT315 携带sigK 基因及其启动子在突变株中表达,所获得的遗传恢复菌株恢复了突变株产生芽胞和晶体的能力; sigK 基因的突变可以提高cry3A 基因启动子在产胞后期的转录活性,对cry3A 启动子指导的Cry 蛋白表达量没有显著影响。【结论】本研究证明sigK 基因为苏云金芽胞杆菌芽胞形成所必需,并影响伴胞晶体蛋白的产量; sigK 基因功能的丧失有利于cry3A 基因启动子在产胞后期的转录。     

白念珠菌铁通透酶基因CaFTH1的功能研究

[目的]白念珠菌CaFTH1是一种铁通透酶编码基因.为了研究CaFTH1对胞内铁代谢和液泡功能的影响,构建fth1△/△单基因缺失菌株和fth1△/△fet33△/△双基因缺失菌株.[方法]利用生物信息学软件对CaFTH1进行序列比对和分析;通过实时荧光定量PCR技术研究铁离子丰度对CaFTH1表达的影响;利用PCR介导的同源重组方法构建基因缺失菌株;利用原子吸收光谱方法测定基因缺失菌株胞内铁含量的变化,并对基因缺失菌株在缺铁条件和菌丝诱导条件下的生长状况进行研究;通过代谢转换实验,研究CaFTH1对细胞液泡功能的影响.[结果]序列比对结果表明白念珠菌CaFth1蛋白属于铁通透酶Ftr1超家族,与酿酒酵母液泡膜蛋白ScFth1具有最高的同源性.铁匮乏条件会诱导CaFTH1的表达,而富铁条件则会抑制其表达.白念珠菌CaFTH1的缺失会导致胞内铁含量的降低,fth1△/△突变菌株基础上CaFET33的缺失则会进一步降低胞内铁含量.在缺铁条件下,fth1△/△fet33△/△双基因缺失菌株在一定程度上表现出代谢转换能力的缺陷.另外,在某些固体菌丝诱导培养条件下,fth1△/△fet33△/△缺失菌株菌落表面形成褶皱能力显著增强;而在液体菌丝诱导条件下,则表现为增强的菌丝聚集能力.[结论]CaFTH1是一种低铁应答基因,在维持白念珠菌胞内铁离子稳态及液泡功能方面具有重要作用.CaFTH1和CaFET33基因的双缺失会对白念珠菌的菌落形态和菌丝聚集产生影响.     

一种强力霉素诱导型白念珠菌基因敲除与筛选标记再循环工具包

【目的】在白念珠菌中建立一个快捷方便经济的基因敲除与筛选标记再循环的DNA操作系统。【方法】通过ExoIII介导的不依赖于连接酶的克隆策略,在异源筛选标记基因CmLEU2、CdHIS1和CdARG4基因的两侧分别插入了loxP位点,成为筛选标记基因盒扩增的模板。全基因合成了经过白念珠菌密码子优化的rTetR元件,并组装成Tet-on启动子。将密码子优化的重组酶Cre基因置于该启动子控制下。然后将他们插入筛选标记基因CdHIS1和CdARG4的CDS区域,形成筛选标记基因再循环载体。【结果】构建了3个用于白念珠菌基因敲除的侧翼含有loxP位点的筛选标记基因载体,以及2个含有Tet-on启动子控制的Cre酶的载体用于筛选标记基因的再循环。【结论】成功构建了一个白念珠菌中可诱导的基因敲除和筛选标记再循环的载体系统并成功应用于多个基因缺失株构建。这个系统有助于快速构建白念珠菌的单基因和多基因敲除菌株。     

Bt群体信号应答因子nprR基因的缺失对cry1Ac基因表达的影响

摘要：【目的】研究群体信号应答蛋白编码基因nprR在苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）HD-73菌株晶体蛋白形成过程中的作用。【方法】通过同源重组,构建了HD-73 nprR基因缺失突变菌株HD73（ΔnprR ）。利用启动子-lacZ融合、SDS-PAGE方法,测定不同培养基中nprR基因转录活性及nprR基因缺失对cry1Ac转录及表达的影响。【结果】启动子转录活性分析表明,在LB和SSM培养基中nprR基因从对数期结束（T0）开始表达,稳定期持续表达。在LB培养基中,nprR基因的缺失使cry1Ac基因在生长过渡期和稳定期前期转录活性显著提高,同时HD73（ΔnprR ）菌株Cry蛋白生成量也明显高于出发菌株HD-73,但是在芽胞形成释放后,Cry蛋白的表达没有明显的区别。【结论】在丰富培养基中苏云金芽胞杆菌nprR基因的缺失在生长过渡期和稳定期前期能够提高cry1Ac基因转录和表达,从而缩短了cry基因表达时间,并且Cry蛋白总产量与出发菌株相当。     

白念珠菌CaCdc37的表达及功能分析

CDC37基因编码的产物是一个参与蛋白激酶折叠成熟的分子伴侣蛋白,存在于多种真核生物中。在利用酵母双杂交系统筛选白念珠菌蛋白激酶Crk1相互作用蛋白时,获得一个CDC37同源基因。该基因编码区全长1524bp,编码一含508个氨基酸的蛋白质。其氨基酸序列与酿酒酵母Cdc37蛋白的序列同源性达41%。该基因在酿酒酵母中的表达能回复cdc37-1突变株的温度敏感表型,表明它能互补ScCDC37的功能。该基因命名为CaCDC37。Northern杂交显示,该基因在白念珠菌中呈组成型表达,转录水平不受形态转变和生长条件的影响;在crk1缺失株和CRK1高表达菌株中或者在cph1efg1双缺失株中,CaCDC37基因的转录水平没有明显变化。利用酵母双杂交系统分析CaCdc37与另外两个预测的白念珠菌分子伴侣蛋白CaSti1和CaHsp90的相互作用,结果表明CaCdc37能与CaSti1相互作用,而与CaHsp90的相互作用未能检测到。根据这些结果推测了CaCdc37可能的作用机制。     

铁皮石斛14-3-3基因家族鉴定及表达分析

【目的】14-3-3蛋白,亦称通用调节因子（GRF）,由多基因家族编码,在植物生长发育和逆境应答发挥关键的作用。鉴定铁皮石斛（Dendrobium officinale）GRF基因家族,为铁皮石斛GRF基因功能研究及遗传改良提供理论依据。【方法】通过生物信息学的方法鉴定铁皮石斛14-3-3家族成员,分析其理化性质、染色体定位、系统进化发育、基因结构和启动子顺式作用元件等,同时通过荧光定量PCR技术检测它们在不同组织、低温处理及盐胁迫处理后的表达量。【结果】铁皮石斛有17个GRF家族成员,分为ε类和非ε类亚族,不均匀地分布在7条染色体上,且存在7对串联复制基因。同一亚族成员基因结构、保守基序和蛋白质二级结构相类似。DoGRF家族基因的启动子区域存在大量激素和环境胁迫应答相关的调控元件。DoGRF家族基因在铁皮石斛各组织中均有表达,具有组织表达特异性,大多数基因在花器官中表达最高,其次是茎和根。同时,在低温处理、盐胁迫处理下呈现差异化表达,可能受到低温和盐胁迫的调控,特别是DoGRF2在铁皮石斛逆境应答过程中起着关键的作用。【结论】在全基因组水平从铁皮石斛中鉴定出17个DoGRF家族成员,...     

Non-lethal Candida albicans cph1/cph1 efg1/efg1 mutant partially protects mice from systemic infections by lethal wild-type cells

Although Candida albicans cph1/cph1 efg1/efg1 mutant cells are not lethal to mice, they proliferated in infected mice instead of simply being cleared by the host immune system. Here, we have shown that the cph1/cph1 efg1/efg1 mutant partially protects mice from systemic infections by the lethal wild-type Candida albicans cells. Our results further indicate that a second dose of the cph1/cph1 efg1/efg1 mutant did not boost the degree of protection.     

Zebrafish Egg Infection Model for Studying Candida albicans Adhesion Factors

Disseminated candidiasis is associated with 30–40% mortality in severely immunocompromised patients. Among the causal agents, Candida albicans is the dominant one. Various animal models have been developed for investigating gene functions in C. albicans. Zebrafish injection models have increasingly been applied in elucidating C. albicans pathogenesis because of the conserved immunity, prolific fecundity of the zebrafish and the low costs of care systems. In this study, we established a simple, noninvasive zebrafish egg bath infection model, defined its optimal conditions, and evaluated the model with various C. albicans mutant strains. The deletion of SAP6 did not have significant effect on the virulence. By contrast, the deletion of BCR1, CPH1, EFG1, or TEC1 significantly reduced the virulence under current conditions. Furthermore, all embryos survived when co-incubated with bcr1/bcr1, cph1/cph1 efg1/efg1, efg1/efg1, or tec1/tec1 mutant cells. The results indicated that our novel zebrafish model is time-saving and cost effective.     

人生殖道源乳酸杆菌的筛选及在小鼠阴道假丝酵母病模型中的应用评价

【目的】分离筛选人阴道环境中具有益生特性的乳酸杆菌,探索外阴阴道假丝酵母病的益生菌疗法。【方法】利用含1%碳酸钙的de Man,Rogosa and Sharpe (MRS)培养基从无症状育龄女性阴道分泌物中分离乳酸杆菌,采用共培养方法评价其对白色念珠菌(Candida albicans)的抑制作用,通过对乳酸杆菌的耐酸性能、体外聚集特性和黏附能力测试考察其益生特性,并进行乳酸杆菌株功能化组合。通过构建小鼠外阴阴道假丝酵母病模型,初步探索乳酸杆菌株组合对C. albicans的抑制作用。【结果】从53个样品中分离得到19株乳酸杆菌,筛选获得4株乳酸杆菌(Lactobacillus crispatus ZH08、L. fermentum ZH09、L. fermentum ZH11和L. crispatus ZH17)具有较强抑制 C. albicans生长的能力。4株乳酸杆菌均能耐受低pH环境,能快速降低培养液pH。其中2株L. fermentum具有更强的抑制活性,能在24 h内快速抑制C. albicans生长,抑制率可达到95%以上;另2株L. crispatus具有更强的聚集特性和对上皮细胞有较强黏附性。乳酸杆菌ZH17和ZH11组合应用小鼠阴道假丝酵母病模型治疗,能显著抑制C. albicans生长和菌丝相转化,促进粘膜修复和缓解炎症。【结论】本研究筛选的乳酸杆菌具有生殖道益生菌的特性,乳酸杆菌组合应用具有潜在的临床前景。     

和厚朴酚通过ROS的积累和破坏细胞膜杀死白色念珠菌

[目的]研究在体外情况下和厚朴酚对白色念珠菌的抑制作用及其可能机制。[方法]采用微量稀释法测定和厚朴酚对白色念珠菌的最低抑菌浓度（MIC₈₀）和最低杀菌浓度（MFC）;用透射电镜观察不同浓度和厚朴酚对白色念珠菌超微结构的影响;采用Annexin V-FITC/PI染色法分析不同浓度和厚朴酚对白色念珠菌细胞凋亡的影响;用DCFH-DA染色法测定不同浓度和厚朴酚对白色念珠菌细胞内活性氧积累的影响;用JC-1染色法分析不同浓度和厚朴酚对白色念珠菌线粒体膜电位的影响;用碘化丙啶染色、考马斯亮蓝G-250染色检测和厚朴酚对白色念珠菌细胞膜通透性的影响;通过测定加入麦角甾醇后,和厚朴酚对白色念珠菌的抑制作用的变化,检测和厚朴酚对白色念珠菌细胞膜的影响。[结果]和厚朴酚对白色念珠菌具有很强的抑制作用,MIC和MFC分别为16 μg/mL和32 μg/mL。对白色念珠菌细胞壁、细胞膜和胞浆均有明显的影响。和厚朴酚是通过增加活性氧的产生和破坏线粒体功能来诱导白念珠菌的细胞凋亡和坏死。它也影响细胞膜的通透性,这可能和细胞壁的破坏和与麦角固醇的结合有关。[结论]和厚朴酚通过产生活性氧并伴随着一系列的细胞损伤这种复杂的机制从而对白色念珠菌产生抑制作用,使和厚朴酚成为一种潜在的抗真菌药物。     

Stimulation of cell motility and expression of late markers of differentiation in human oral keratinocytes by Candida albicans

A hallmark of the mucosa of immunocompromized hosts in oral candidiasis is a hyperkeratinized region heavily colonized with fungi at the surface of the terminally differentiated epithelium. To gain insight into the processes important for promoting mucosal invasion by fungi, we characterized the response of keratinocytes to the presence of Candida albicans. Indirect immunofluorescence and kymographic analyses revealed a multifaceted keratinocyte response of OKF6/TERT‐2 cells to C. albicans that consisted of: cytoskeletal reorganization within 3 h, motility and cell expansion with formation of E‐cadherin‐mediated cell–cell adhesions within 6 h, increased expression of late differentiation markers and decreased expression of calprotectin. The initial expansive phase was followed by dissolution of cell–cell adhesions and a decrease in cell size accompanied by loss of E‐cadherin. The keratinocyte response depended on soluble factors associated with hyphal growth as demonstrated using the efg1Δ/efg1Δ, cap1Δ/cap1Δ, als3Δ/als3Δ, hwp1Δ/hwp1Δand sap4–6Δ/sap4–6Δ mutants and was not observed in the presence of the non‐pathogenic yeast, Saccharomyces cerevisiae. These studies show the potential for C. albicans to manipulate the stratified epithelial cells to a state of differentiation that is more permissive of fungal colonization of oral tissue, which is likely to play an important role in the pathogenesis of candidiasis.     

表达GFP/mCherry白色念珠菌的构建及其在与巨噬细胞互作中的应用

白色念珠菌(Candida albicans)被巨噬细胞吞噬的效率与被吞噬后的形态观察是研究白色念珠菌与巨噬细胞互作的重要内容。【目的】以野生型菌株SC5314为母本,构建能够表达绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)/mCherry的白色念珠菌,应用于巨噬细胞与白色念珠菌互作的研究。【方法】通过生长与形态观察、细胞活性检测及小鼠系统性感染模型确定荧光蛋白的表达对菌株生长、形态与毒力的影响;在共培养条件下,通过流式细胞术及荧光显微镜检测巨噬细胞的吞噬率及白色念珠菌的形态变化。【结果】构建的菌株在表型上与野生型菌株一致,并可用于在共培养下测定巨噬细胞吞噬率的流式细胞术以及观察白色念珠菌的形态变化。【结论】表达荧光蛋白的菌株为研究巨噬细胞与白色念珠菌的互作提供了新方法。