病原菌非编码sRNA的功能及研究新方法北大核心CSCD

细菌中的非编码小RNA(small RNA,sRNA)作为一种靶向调控分子在细胞生理代谢过程中具有重要作用。sRNA作用于特定靶标,调控基因的表达。大肠杆菌大约有100种sRNA,其中1/3sRNA需要伴侣蛋白Hfq的介导。病原细菌中sRNA分子如何调控致病基因的表达,目前研究仍处于初级阶段。本文将从生物膜形成、细菌耐药性以及对宿主的影响等方面,结合新颖的sRNA的研究方法,综述sRNA在调控代谢网络及控制病原菌致病性方面的作用。     

病原菌非编码sRNA的功能及研究新方法

细菌中的非编码小RNA（small RNA, sRNA）作为一种靶向调控分子在细胞生理代谢过程中具有重要作用。sRNA作用于特定靶标,调控基因的表达。大肠杆菌大约有100种sRNA,其中1/3 sRNA需要伴侣蛋白Hfq的介导。病原细菌中sRNA分子如何调控致病基因的表达,目前研究仍处于初级阶段。本文将从生物膜形成、细菌耐药性以及对宿主的影响等方面,结合新颖的sRNA的研究方法,综述sRNA在调控代谢网络及控制病原菌致病性方面的作用。     

靶向宿主致病菌sRNA的发现及其靶标确定的实验技术进展

人类时常暴露于充满各种致病菌的环境中,这些致病菌与人体细胞或组织之间存在多种相互作用。在相互作用的过程中,细菌通过调节自身毒性、侵袭性等致病性,以适应宿主环境并生存下来,同样,宿主细胞也会通过调动自身的免疫系统来抵抗致病菌的入侵。然而,大多数研究者主要聚焦于致病菌sRNA (small RNA, sRNA)自身生理功能的研究,致病菌与宿主相互作用的认识仍然处于起步阶段。因此,如何使用高灵敏性、高分辨率的方法研究致病菌与宿主之间的相互作用成为当前研究面临的一大难题。本文综合国内外相关研究,概述了目前研究致病菌与宿主相互作用常用的技术方法及实验流程,提高对其机制原理的理解,为致病菌sRNA-宿主靶标的相关研究提供技术参考。     

sRNA调控细菌耐药相关基因表达研究进展

近年来随着抗菌药物的广泛应用,造成各种耐药菌、多重耐药菌甚至是超级细菌的出现,对抗菌治疗产生严重的威胁。sRNA是一类新发现的基因表达调控因子,通过与靶mRNA或靶蛋白配对,从而调控细胞的生理功能以应对各种环境变化。研究表明,sRNA能够在细菌耐药过程中(如阻碍抗生素进入细胞、将药物外排出菌胞)发挥重要的调控作用。就sRNA参与调控细菌耐药机制相关基因的表达研究展开系统综述,从而为阐明耐药机制及发现新的药物靶点提供有益参考。     

基于转录终点序列特征预测大肠杆菌sRNA

细菌sRNA是一类长度在40～500nt的调控RNA,在细菌与环境相互作用中发挥重要功能,因此,细菌sRNA识别研究具有重要意义。然而,与蛋白编码基因具有易于识别的特征不同,目前细菌sRNA识别仍是一件比较困难的事。此方法介绍了一个基于已知细菌sRNA转录终点的碱基频率矩阵来识别sRNA的预测策略,并在大肠杆菌K-12 MG1655中进行了sRNA的预测。结果表明,该模型在独立测试集中具有较高的特异性和阳性检出率,因此,这一方法将为实验发现细菌sRNA提供较好的生物信息学支持。     

基因芯片在细菌学研究中的应用

目前基因芯片技术广泛应用于生物学研究的各个领域,在细菌学研究中基因芯片技术突破了以往单个或数个基因研究的局限,在细菌功能基因组学、药物作用靶点、细菌-宿主细胞间相互作用以及细菌进化等方向发挥着重要作用,初步揭示了细菌生物功能多样性受到多个基因的调控,但相关的研究尚有待深入.     

小RNA对胞内菌生长、毒力及铁水平的调节作用

细菌小RNA(small RNA,sRNA)是一类长度为50~500个碱基,具有调控转录、翻译和mRNA稳定性的非编码调节性RNA。随着越来越多的sRNA被鉴定,部分细菌的sRNA功能已逐步阐明,主要参与调控细菌的基因表达、增殖、毒力及对环境的应激反应等生物学过程。本文就胞内菌(如沙门菌、李斯特菌、嗜肺军团菌等)sRNA对其自身在宿主细胞内的生长、毒力和铁水平的调控作用进行综述。     

细菌小RNA的研究

小RNA(smallRNA,sRNA)在基因表达调控和生长发育等方面发挥着重要作用。细菌sRNA多通过与靶mRNA配对,转录后水平影响目的mRNA翻译或(和)稳定性,对基因的表达进行调节,以影响细胞的多种生理功能。本文从细菌sRNA与真核生物微RNA(microRNA,miRNA)的比较,sRNA的分类,sRNA分子伴侣Hfq及sRNA鉴别方法等方面综述了sRNA的研究进展,指出目前sRNA研究仍然存在的问题。原核生物中sRNA的大量发现和深入研究,有可能使人们对生物进化和生命的发展过程有更为深入的认识与了解。     

细菌中的小RNA

小RNA（sRNA）或非编码RNA（ncRNA）在原核生物和真核生物中广泛分布。迄今,在各种细菌中共发现超过150种sRNA,在大肠杆菌中发现了约80种sRNA。sRNA通过与靶mRNA配对而发生作用,导致mRNA翻译和稳定性的变化;sRNA的功能涉及从结构调节到催化作用,影响生物体内各种各样的加工过程,一个单独的sRNA就能调控大量的基因并对细胞生理产生深远影响。目前,对sRNA的研究主要采用生物信息学预测结合分子生物学实验的方法。     

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。     

细菌小RNA识别研究方法进展

细菌小RNA(sRNA)是一类长度在50～500 nt的调控RNA,主要通过与靶标mRNA以不完全配对方式结合来发挥调控作用,sRNA参与细菌基因的转录、翻译、mRNA稳定、成熟和加工等多个过程,因此,sRNA的发现及功能注释对了解细菌的致病机制至关重要。该文将对研究sRNA的各种计算机和实验方法进行综述,阐述各种方法的优缺点,并讨论今后的发展方向。     

细菌群体感应信号网络及其应用

群体感应（Quorum sensing,QS）是一种细菌细胞与细胞间的通讯系统,即细菌通过分泌扩散性小分子信号感知细菌群体的密度,从而引起一组特定基因在转录水平协调表达。大量研究已表明,群体感应系统控制细菌多种生理行为和过程,以及与真核宿主（寄主）的互作。参与群体感应调控的信号分子多种多样,QS系统所调控的功能也具有多样性,甚至菌株专化性。通过聚焦同一细菌中由多个QS系统组成的信号网络,综合评述了不同QS系统之间如何相互作用全局调控基因表达,以及QS系统如何通过与其它全局调控系统整合精细调节细菌的社会行为以及环境适应性及其应用前景。     

细菌小RNA的调控及在代谢工程中的应用

细菌代谢工程需要优化基因的表达来平衡代谢物通量分布和减少有毒的中间体积累,从而提高产物生物合成。细菌小RNA(small RNA,sRNAs)与靶标mRNA通过碱基互补配对结合来抑制或激活其靶标基因的表达。sRNA在细菌的生理过程中都起到了至关重要的调控作用,因此被认为是细菌代谢工程中调节靶标基因表达的有力工具。近年来,越来越多的人工合成sRNA在细菌代谢工程中得到应用,分别就细菌sRNA的靶标识别和其对靶标的调控及代谢工程中的应用做了总结概括。     

细菌转录起始调控机制*

原核生物同一种群的每个细胞都是和外界环境直接接触的,它们主要通过开启或关闭某些基因的表达来适应环境条件。所以,环境因子往往是调控的效应因子,必须严格调控转录来确保细胞对环境改变做出有效且充分的反应。原核生物基因的表达受多种因素的调控,而对于大多数细菌来说,调控基因表达的关键步骤是启动子识别和RNA聚合酶启动转录。在细菌的细胞中,可以通过调节RNA聚合酶的活性以及改变RNA聚合酶对启动子的结合来优化基因的转录过程以适应不同环境变化。总结了目前已发现的参与细菌细胞转录调节的各类因子,从这些因子对启动子的作用、RNA聚合酶的作用以及两者的相互作用等方面阐述它们调控基因表达的分子机制。总结多种基因调控的作用,加深对转录起始过程的认识,希望能对未来调控转录起始过程来实现目标基因的高效表达和不利基因的抑制表达提供思路,为以后的工业菌株改造提供依据。     

细菌非编码小RNA功能及作用机制研究进展

生物体中除了编码蛋白质的mRNA外,还存在多种具有重要调控功能的非编码RNA。细菌中长度50~500 nt的非编码RNA通常定义为sRNA。sRNA在细菌的整个生命活动中发挥着极为广泛的作用,在感受环境压力、基因表达、细胞周期乃至个体发育等过程中均具有重要的调控作用。sRNA的功能学和调控机制的研究已成为当今细菌学研究的热点。本研究就细菌中的sRNA的特征,在细菌中的作用和作用机制进行文献综述。     

细菌利用宿主肌动蛋白细胞骨架进入非吞噬细胞的机制

细菌进入非吞噬细胞的机制包括拉链式机制和触发式机制。细菌的效应因子或毒力因子激活宿主细胞信号转导系统,引起肌动蛋白细胞骨架改变,从而进入非吞噬细胞。拉链式机制中,细菌通常需与宿主细胞相应受体结合,且不引发宿主细胞骨架大规模重排;触发式机制中,有更多细菌成分参与其中,且迅速引发大规模宿主细胞骨架反应,引起宿主细胞形态发生明显改变。两种机制中均贯穿着细菌因子与宿主细胞肌动蛋白细胞骨架成分之间的相互作用。这些机制为研究细菌致病以及探索新一代抗菌药物提供了理论基础。     

双功能乙醛/乙醇脱氢酶AdhE参与细菌与宿主互作的机制研究进展

双功能乙醛/乙醇脱氢酶AdhE具有乙醛脱氢酶和乙醇脱氢酶的催化活性,是细菌乙醇厌氧发酵途径中的关键酶之一。近年,有关细菌与宿主相互作用的研究表明,AdhE在细菌适应宿主内环境变化和发挥毒力时具有重要的调控作用。本文对AdhE参与调控细菌感染宿主的致病机制和参与细菌对宿主免疫功能调节的作用机制进行综述,以期为AdhE的功能研究提供新的思路。     

细菌非编码小RNA的筛选及鉴定方法

细菌非编码小RNA（smallnon．codingRNAs,sRNAs）是一类长度为50～500nt、不编码蛋白质的功能RNA,在应对胁迫、毒力产生和新陈代谢等生命过程中起重要的调控作用。其主要通过碱基配对与靶mRNA发生作用,导致mRNA翻译和稳定性改变,从而在转录后水平调节基因的表达,最终影响细菌各种生命活动。近年来,利用生物信息学和分子生物学技术,已在细菌中筛选并鉴定得到了几百个sRNA。该文对细菌sRNA的筛选和鉴定方法作一简要综述。     

非编码小RNA对细菌毒力及耐药性的调控作用研究进展

近年来的研究发现,细菌非编码小RNA (small non-coding RNA, sRNA)对其不同生理进程起到了重要的调控作用。随着大量sRNA被发现并鉴定,细菌sRNA的功能被逐步阐明,其可在转录后水平广泛调控细菌的生理代谢、毒力及耐药性等。本文综述了sRNA对细菌毒力和耐药性调控作用的研究进展,对揭示细菌转录后水平毒力及耐药性调控机制具有一定意义。     

带GFP标记嗜肺军团菌的构建和在细胞感染中的应用

【目的】为能实时直观了解嗜肺军团菌感染细胞的过程,研究细菌在细胞内的变化及其与宿主细胞间的相互作用关系。【方法】通过基因敲除、克隆回补等重组构建绿色荧光蛋白(GFP)稳定高表达的嗜肺军团菌株,利用该菌株建立小鼠巨噬细胞Raw264.7的感染模型。【结果】通过荧光显微镜可实时观察细菌感染细胞的全过程,包括细菌在细胞内的形态变化、增殖和裂解宿主细胞等。【结论】重组菌可替代野生菌株在细胞感染中应用,为直观研究嗜肺军团菌与被感染细胞之间的相互作用关系,以及进行相关药物模型的制备、药物筛选、耐药机制研究等提供了新的手段。