鼠疫菌重要调控子蛋白的表达纯化及DNA结合活性分析

目的:利用大肠杆菌BL21(λDE3)的表达系统,表达7个有活性的、与鼠疫耶尔森菌(鼠疫菌)传播及致病密切相关的调控子蛋白,并对这些蛋白与DNA的结合活性进行分析,为构建鼠疫菌毒力基因转录调控网络建立分子生化实验平台。方法:通过分子克隆技术构建鼠疫菌调控子蛋白的表达菌株,所得菌株经IPTG诱导后能分别表达鼠疫菌CRP、Fur、PhoP、OxyR、OmpR、RcsB和RovA带His标签的融合蛋白;对这些蛋白与DNA的结合基序进行生物信息学预测;通过体外凝胶迁移实验验证上述蛋白与靶DNA的结合活性。结果:表达了7种有活性的鼠疫菌调控子蛋白,这些蛋白与靶基因启动子区具有体外结合活性。结论:表达的7种调控子蛋白在鼠疫菌的传播致病中有重要作用,这些调控子蛋白与DNA体外结合实验平台的建立,是构建鼠疫菌毒力基因转录调控网络的基础。     

不同生长时期鼠疫耶尔森菌调控子Fis转录谱的比较分析

目的:进行不同生长时期鼠疫耶尔森菌(鼠疫菌)野生株和fis突变株转录谱的比较分析。方法:基于Red重组系统缺失替换鼠疫菌的fis基因;用鼠疫菌全基因组DNA芯片转录谱技术,比较不同生长时期鼠疫菌野生株和fis突变株在转录水平上的差异;用实时定量RT-PCR对转录谱结果进行验证。结果:构建了鼠疫菌fis::Km突变株,芯片杂交数据与RT-PCR验证的比较结果表明二者有较高的相关性,相关系数r=0.93。结论:无论生长对数期还是稳定期,Fis都能够激活或抑制鼠疫菌一些重要基因的转录,如Ⅲ型分泌系统效应蛋白编码基因、psaAB、pla、rovA等,表明Fis可能与其他调控子一起,在鼠疫菌的代谢及毒力因子转录的协调控制上起关键作用。     

鼠疫菌H-NS蛋白的表达与纯化及其DNA结合活性

摘要：【目的】利用大肠杆菌BL21λDE3的表达系统,表达出有活性的鼠疫耶尔森氏菌（以下简称鼠疫菌）调控子蛋白H-NS,为进一步研究H-NS的转录调控奠定基础。【方法】 PCR扩增鼠疫菌201株hns基因的编码区,将其直接克隆入pET28a质粒中,再将pET28a-hns重组质粒转入大肠杆菌BL21λDE3菌株中,所得菌株经IPTG诱导后能表达出鼠疫菌His-H-NS蛋白;通过体外的凝胶迁移实验（EMSA）和DNaseⅠ足迹实验对His-H-NS蛋白与DNA的结合活性进行分析。【结果】成功表达出有活性的鼠疫菌His-H-NS蛋白,该蛋白对鼠疫菌pH6抗原基因（psaA、psaE）及rovA基因均有结合活性。【结论】鼠疫菌His-H-NS具有DNA结合活性,说明H-NS能调控鼠疫菌基因的转录。     

鼠疫耶尔森氏菌质粒上重要毒力相关基因的克隆与表达

鼠疫耶尔森氏菌含有3种质粒pMT1、pPCP1和pCD1,这3种质粒编码鼠疫耶尔森氏菌的多种重要毒力因子。首先通过生物信息学技术选定了18种可能重要的毒力相关基因作为拟克隆和表达的目的基因。通过：PCR技术、TA克隆技术、双酶切技术获得目的片段。这些目的片段再分别克隆入原核表达载体pET32a中,构建了一系列重组表达质粒,其中12个重要的毒力相关基因在原核表达载体pET32a中有稳定的高效表达,表达量占细菌总蛋白的20％～40％。实验结果为进一步研究质粒编码的毒力因子的结构与功能,及其作为新型疫苗选择的可能性奠定了基础。     

鼠疫耶尔森氏菌基因转录调控的研究进展

细菌基因转录调控是多种调控机制中研究最为广泛的一种模式。复杂而精细的基因转录调控网络有助于细菌应答外界环境压力,在病原菌致病与传播中均发挥着关键作用。本文以鼠疫耶尔森氏菌基因转录调控的相关研究进展为基础展开论述,重点阐述细菌的转录调控机制、转录调控的研究策略及鼠疫菌致病与传播中转录调控的作用,以期为深入研究鼠疫菌致病与传播中的基因转录调控分子机制提供新思路。     

沙门菌PhoP-PhoQ双组分信号转导系统

PhoP-PhoQ是调控沙门菌毒力的重要双组分信号转导系统,由组氨酸蛋白激酶PhoQ和反应调节蛋白PhoP组成。PhoP-PhoQ可调节沙门菌对Mg2+及其他周质环境的适应性,并调控沙门菌感染中毒力基因的转录和表达。PhoP-PhoQ调控的毒力基因参与沙门菌对上皮细胞的侵袭、胞内生存、对抗菌肽的抵抗反应、脂质A的修饰、Ⅲ型分泌系统效应蛋白的分泌等环节。PhoP-PhoQ还可与其他双组分信号转导系统或调节子合作,调控沙门菌的毒力。因此,PhoP-PhoQ双组分信号转导系统在沙门菌的毒力调控中发挥重要作用。     

肠致病性大肠埃希菌eae基因及编码蛋白紧密素

肠致病性大肠埃希菌是引起婴儿腹泻的一类重要病原菌,主要病理学变化是引起肠黏膜A／E损伤。eae基因编码的紧密素是引起A／E损伤的主要毒力因子,本文主要是对eae基因和紧密素的分子结构,作用及其表达调控进行综述。     

茄科劳尔氏菌复合体毒力基因及调控网络最新研究进展

植物青枯病是一种能造成巨大经济损失的土传病害,其病原茄科劳尔氏菌复合体(Ralstonia solanacearum species complex,RSSC)能通过复杂的毒力调控网络将毒力因子合成并分泌到植物细胞胞质间或细胞质内,从而引起寄主植物发病。本文详细分析了RSSC主要的毒力基因及调控网络,包括其运动性(鞭毛,菌毛)、细菌分泌系统(T2SS、T3SS以及T6SS)、毒力调控系统(Phc、Prh、Vsr、Peh、Sol)、毒力因子(CWDEs、T3Es、EPS)、群体信号因子AHL及植物激素,总结了近年来最新的研究进展并绘制了相关网络调控模式图,以期为进一步研究RSSC的致病机理及防控研究提供参考。     

CodY在单核细胞增生李斯特菌运动和毒力方面的作用

目的:探究全局性转录调控因子CodY在单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)鞭毛运动和细菌毒力方面的作用。方法:通过同源重组的方法敲除Lm染色体上CodY的编码基因codY并成功构建缺失菌株的回复菌株;利用平板泳动法观测鞭毛运动的变化,RT-qPCR检测与鞭毛运动相关基因的转录表达;比较野生型菌株EGDe与CodY缺失菌株对细菌溶血活性、棉铃虫幼虫的半致死剂量和主要的毒力因子LLO和毒力基因调控蛋白PrfA转录表达的影响。结果:同野生型菌株相比,CodY缺失菌株鞭毛运动和相关基因,以及主要的毒力因子LLO和PrfA的转录表达显著降低(P≤0.01),溶血活性显著降低(P≤0.01),对棉铃虫幼虫的半致死剂量上升了5.8倍。结论:CodY在Lm鞭毛运动和细菌毒力调控方面具有重要作用。     

GFP用于单核细胞增生李斯特菌PrfA调控毒力基因actA转录表达的研究

PrfA是单核细胞增生李斯特菌(LM)中迄今为止发现的惟一个调控绝大多数毒力基因转录表达的蛋白因子.为了研究PrfA转录调控毒力基因表达的分子机制,将无启动子的绿色荧光蛋白(GFP)基因与毒力基因actA的启动子融合,连接到穿梭载体pLSV16质粒上,构建成表达融合载体pLSV16-PactA-gfp,然后将其电转化入LM野生株P14、PrfA高表达突变株P14a和prfA基因等位缺失突变株A42中表达.利用荧光显微镜和荧光酶标仪检测上述3株细菌中绿色荧光蛋白的不同表达强度,从而评价actA基因依赖于PrfA的转录活性强弱.结果显示,绿色荧光蛋白在P14a中发出的荧光强度最高,P14次之,A42最弱,两两比较均有显著差异(P＜0.01),表明毒力基因actA的转录水平高低与PrfA的活性成正相关,其转录表达依赖于PrfA的调控;该试验同时也显示GFP能方便、有效地用于研究PrfA调控LM不同毒力基因的转录表达水平.     

鼠疫菌cAMP受体蛋白对毒力相关基因yopD调控的初步研究

目的研究鼠疫菌cAMP受体蛋白（CRP）对毒力相关基因yopD的调控情况。方法利用芯片表达谱和实时定量RT-PCR初步判断CRP对yopD的调控,在获得纯化的his-CRP蛋白后进行体外凝胶阻滞实验（EMSA）证明CRP能否直接结合yopD启动子区,DNase I足迹实验（DNase I footprinting assay）确定yopD启动子区CRP结合位点序列精确序列。结果芯片表达谱和实时定量RT-PCR实验一致证实CRP可能直接负调控yopD,EMSA证明CRP能直接结合yopD启动子区,DNase I足迹实验确定yopD的启动子区上CRP位点的精确序列。结论CRP可能直接负调控毒力相关基因仰D。     

Yersinia pestis kills Caenorhabditis elegans by a biofilm-independent process that involves novel virulence factors

It is known that Yersinia pestis kills Caenorhabditis elegans by a biofilm-dependent mechanism that is similar to the mechanism used by the pathogen to block food intake in the flea vector. Using Y. pestis KIM 5, which lacks the genes that are required for biofilm formation, we show that Y. pestis can kill C. elegans by a biofilm-independent mechanism that correlates with the accumulation of the pathogen in the intestine. We used this novel Y. pestis-C. elegans pathogenesis system to show that previously known and unknown virulence-related genes are required for full virulence in C. elegans. Six Y. pestis mutants with insertions in genes that are not related to virulence before were isolated using C. elegans. One of the six mutants carried an insertion in a novel virulence gene and showed significantly reduced virulence in a mouse model of Y. pestis pathogenesis. Our results indicate that the Y. pestis-C. elegans pathogenesis system that is described here can be used to identify and study previously uncharacterized Y. pestis gene products required for virulence in mammalian systems.     

Identification and cloning of a fur regulatory gene in Yersinia pestis.

Yersinia pestis is one of many microorganisms responding to environmental iron concentrations by regulating the synthesis of proteins and an iron transport system(s). In a number of bacteria, expression of iron uptake systems and other virulence determinants is controlled by the Fur regulatory protein. DNA hybridization analysis revealed that both pigmented and nonpigmented cells of Y. pestis possess a DNA locus homologous to the Escherichia coli fur gene. Introduction of a Fur-regulated beta-galactosidase reporter gene into Y. pestis KIM resulted in iron-responsive beta-galactosidase activity, indicating that Y. pestis KIM expresses a functional Fur regulatory protein. A cloned 1.9-kb ClaI fragment of Y. pestis chromosomal DNA hybridized specifically to the fur gene of E. coli. The coding region of the E. coli fur gene hybridized to a 1.1-kb region at one end of the cloned Y. pestis fragment. The failure of this clone to complement an E. coli fur mutant suggests that the 1.9-kb clone does not contain a functional promoter. Subcloning of this fragment into an inducible expression vector restored Fur regulation in an E. coli fur mutant. In addition, a larger 4.8-kb Y. pestis clone containing the putative promoter region complemented the Fur- phenotype. These results suggest that Y. pestis possesses a functional Fur regulatory protein capable of interacting with the E. coli Fur system. In Y. pestis Fur may regulate the expression of iron transport systems and other virulence factors in response to iron limitation in the environment. Possible candidates for Fur regulation in Y. pestis include genes involved in ferric iron transport as well as hemin, heme/hemopexin, heme/albumin, ferritin, hemoglobin, and hemoglobin/haptoglobin utilization.