苏云金芽胞杆菌杀蚊基因在鱼腥藻中克隆和表达的初步研究

将苏云金芽胞杆菌以色列亚种的杀蚊晶体蛋白基因cry11A亚克隆到大肠杆菌－蓝藻的穿梭质粒载体pRL25C,然后用三亲本杂交的方法将重组质粒转移到一种具有固氮能力且可被蚊幼虫吞食的鱼腥藻（Anabaena）PCC7120中。Southernblot及Westernblot分析表明cry11A基因在鱼腥藻PCC7120中得以克隆和表达,但生物测定未能检测到转基因鱼腥藻对库蚊（Culex）的毒性,可能是因为带有苏云金芽胞杆菌自身启动子的Cry11A基因在鱼腥藻PCC7120中表达量不够高的缘故。     

解毒酶基因的克隆及其在大肠杆菌和蓝藻中的表达(英文)

近几年来 ,在明确了杀虫药剂抗性机理的基础上 ,从杀虫药剂抗性的昆虫中分离出高抗性基因 (即解毒酶基因 ) ,将该基因克隆到表达载体 pRL 4 39上 ,得到表达载体 pRL B1,将其转化大肠杆菌HB10 1,获得了可以表达解毒酶基因的转基因工程菌株。同时构建了穿梭表达载体 pDC B1,并转化大肠杆菌HB10 1后 ,在抗生素氨卞霉素 (30 μg/mL)和卡那霉素 (30 μg/mL)平板上挑选阳性克隆 ,将阳性克隆的细胞、蓝藻和结合质粒以三亲结合转移的方式转入蓝藻。斑点杂交、Southern分析结果表明已经获得了Synechococcussp .PCC 794 2转基因工程藻。     

解毒酶基因在蓝藻中的克隆与表达

用抗性库蚊酯酶基因B1的cDNA片段插入质粒pRL-439中的强启动子之后,再与穿梭表达载体pDC-8相连构建成大肠杆菌蓝藻穿梭表达载体pDC-B1,然后通过三亲接合转移法将pDC-B1转入蓝藻Synechococcus sp. PCC7942中,经新霉素筛选获遗传稳定的转基因藻株;纯化单藻落在液体中扩大培养,提取蓝藻质粒,Southern杂交确证B1cDNA已转入受体细胞;用酯酶的特异性底物β-乙酸萘酯(β-NA)检测B1的表达,转基因藻对β-NA的降解明显高于野生藻,证明酯酶B1基因在转基因藻中得到表达。     

在鱼腥藻7120中建立反义glnA系统

应用反义技术对鱼腥藻7120切的内源glnA基因的表达进行调控,首次获得了人工反义系统的蓝藻品系。先从编码谷酰胺合成酶（GS）的基因glnA中取得部分结构基因片段,与表达质粒载体pRL-439及穿梭质粒载体pDC－8相连接。通过酶切鉴定筛选出反向克隆的穿梭表达质粒pDC－AM,然后应用三亲接合转移法把它转入鱼腥藻对7120.通过新霉素筛选,酶谱鉴定,斑点杂交,质粒的交叉转化以及内源glnA基因表达的GS活性分析,GS相关的胞外泌氨分析及所获藻株的形态学变化,证明已在鱼腥藻7120中建立了人工反义glnA基因的品系。     

苏云金芽胞杆菌杀蚊基团在鱼腥藻中克隆和表达的初步研究

将苏云金胞杆菌以色列亚种的杀蚊晶体蛋白基因ｃｒｙ１１Ａ亚克隆到大肠杆菌－蓝藻的穿梭质粒载体ｐＥＲＬ２５Ｃ然后用三亲本杂交的方法将重组质粒转移到一种具有固氮能力且可被蚊幼虫蚕食的鱼腥藻（Ａｎａｂａｅｎａ）ＰＣＣ７１２０中,Ｓｏｕｔｈｅｒｎｂｌｏｔ及Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ分析表明ｃｒｙ１１Ａ基因在鱼腥藻ＰＣＣ７１２０中得以克隆和表达,但生物测定未能检测到转基因鱼腥藻对库蚊（Ｃｕｌｅｘ）的毒性,可能是因     

hGM-CSF基因穿梭表达载体的构建及其在鱼腥藻7120中的克隆

人粒-巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)作为一种造血生长因子,能够刺激T细胞和巨噬细胞增殖、成熟和分化,具有极其重要的免疫调解功能.本研究运用PCR方法,从质粒pAG-MT-8中克隆该基因,并在其5′端添加有利于在蓝藻细胞中高效表达的SD序列,然后插入到表达载体(pRL-439)强启动子PpsbA的下游,进一步与穿梭表达载体pDC-08相连构建成穿梭表达载体pDC-GM.利用三亲接合转移方法将该穿梭表达载体(pDC-GM)转入丝状鱼腥藻7120,通过相应抗生素筛选后得到能稳定遗传的转基因藻.以该转基因藻的基因组DNA为模板进行PCR检测,结果表明hGM-CSF基因已转入鱼腥藻7120.这是首次尝试把蓝藻作为制备重组hGM-CSF的新宿主,具有潜在的经济价值和社会效益.     

T7 RNA聚合酶基因表达系统在鱼腥藻7120中构建及hG-CSF的表达

外源基因的表达效率低是蓝藻基因工程发展的瓶颈之一,T7 RNA聚合酶表达系统实现了大肠杆菌中外源基因的高效表达,蓝藻与大肠杆菌同为革兰氏阴性菌,具有较高的遗传同源性,在蓝藻中构建T7 RNA聚合酶表达系统有可能提高外源基因在蓝藻中的表达效率。为了在鱼腥藻7120中构建T7 RNA聚合酶表达系统,采用重叠延伸PCR技术和酶切连接等方法构建能够表达T7 RNA聚合酶的定点整合载体pEASY-T1-F1-TacT7RNAPCmR-F2以及由T7启动子驱动hG-CSF基因表达的穿梭表达载体pRL-T7-hG-CSF;采用电击转化法将定点整合载体导入野生型鱼腥藻中,通过三亲接合的方法将穿梭表达载体转入已定点整合T7 RNA聚合酶的转基因鱼腥藻中。利用PCR技术鉴定外源基因在蓝藻中的存在;RT-PCR方法检测外源基因在蓝藻中的转录情况;Western blotting实验检测外源基因在蓝藻中的蛋白表达情况。结果表明两种载体构建成功,T7 RNA聚合酶基因和hG-CSF基因被转入鱼腥藻中,两个基因均在藻中表达,T7 RNA聚合酶表达系统在鱼腥藻中构建成功,与传统蓝藻表达系统相比,文中在鱼腥藻中构建的T7表达系统使hG-CSF基因的表达量提高2倍。该表达系统将为蓝藻基因工程的应用提供更优的工具,将促进蓝藻作为底盘细胞在合成生物学等领域的发展。     

迟缓爱德华氏菌Eta1-L-Gapdh融合蛋白在蓝藻中的表达

在蓝藻中表达迟缓爱德华氏菌Eta1-L-Gapdh融合蛋白。提取迟缓爱德华氏菌基因组DNA为模板,用PCR技术分别扩增两个已知具有较强免疫原性的基因eta1和gapdh,再采用重叠延伸PCR将这两个基因融合,获得目的融合基因eta1-L-gapdh。将目的基因连接到表达载体pRL489的两个Bam H I酶切位点之间构建表达载体,用质粒提取、PCR、酶切、测序等手段对表达载体进行验证。验证正确的表达载体通过三亲接合转化野生鱼腥藻PCC7120,用新霉素抗性筛选出转基因藻落,通过质粒提取和PCR验证转基因藻。用RT-PCR和Western-blot分别从转录水平和翻译水平对转基因藻中融合基因的表达进行了检测。结果表明,含目的基因的表达载体构建成功,目的基因在蓝藻中转录并表达蛋白,该蛋白在蓝藻中的表达量为2.46%。     

启动子Ptac与PsbA在鱼腥藻7120中表达hG-CSF的效率比较

为了比较外源性启动子Ptac与内源性启动子PsbA在鱼腥藻7120中表达外源基因时的效率,构建了分别含Ptac和PsbA两种启动子的穿梭表达载体pRL-PsbA-GCSF、pRL-Tac-GCSF;利用三亲结合转移法转化鱼腥藻7120,利用抗生素筛选,通过质粒提取和PCR方法鉴定,获得了分别由2种启动子驱动表达hG-CSF的转基因蓝藻,转基因藻中目的基因以质粒形式存在;利用半定量RT-PCR方法对2种转基因藻的hG-CSF转录水平进行比较,发现PsbA启动子驱动效率与Ptac启动子没有明显差异;利用ELISA方法比较hG-CSF蛋白表达量,发现PsbA启动的蓝藻中hG-CSF表达量是Ptac诱导条件下表达量的1.17倍。     

人肝金属硫蛋白-I_A基因在鱼腥藻中的克隆与表达

将人工合成的人肝金属硫蛋白（ｍｅｔａｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎ,简称ＭＴ）－ＩＡ基因插入至中间载体ｐＲＬ－４３９上强启动子ｐｓｂＡ后,再将其与穿梭载体ｐＫＴ－２１０相连,得到大肠杆菌－蓝藻穿梭表达载体ｐＫＴ－ＭＴ,用三亲接合转移法将ｐＫＴ－ＭＴ转入丝状体蓝藻－鱼腥藻７１２０,经链霉素筛选,得到了稳定的转人肝ＭＴ－ＩＡ基因鱼腥藻．纯化单藻落,液体扩大培养．从鱼腥藻中提取的质粒经Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹分析,确定人肝ＭＴ－ＩＡ基因已转入鱼腥藻７１２０中,Ｗｅｓｔｅｒｎ印迹分析表明,金属硫蛋白在转人肝ＭＴ－ＩＡ基因鱼腥藻中得到了表达．经原子吸收光谱法测定表达量约为７００μｇＭＴ／ｇ鲜藻,重金属耐受性实验表明,得到了能耐受重金属－镉的转人肝ＭＴ－ＩＡ基因鱼腥藻,它将在清除水域中重金属污染和医药研究方面发挥重要作用．     

小鼠金属硫蛋白在聚胞藻中的金属诱导表达与纯化

应用蓝藻类金属硫蛋白基因启动子(smt O-P)的金属诱导性,在单细胞的聚胞藻PCC 6803中表达小鼠金属硫蛋白结构基因(mMT-1 cDNA)。在大肠杆菌HB 101中构建含有smt O-P和mMT1 cDNA的穿梭表达载体pKT-MRE,经质粒转移,链霉素筛选,Southern和Western杂交分析鉴定得稳定的转基因工程藻落。同时,做小批量锌诱导表达,并纯化了外源蛋白,5L培养液含鲜藻重5.0g,得到3.5mg mMT-1;转基因藻在高金属浓度下的耐受性测定表明,外源基因的表达提高了蓝藻对金属离子的抗性,约为野生藻的2倍。     

3’端非翻译区影响TNFαcDNA在大肠杆菌中的表达

采用PCR方法改变了表达构建物pRL－rhTNF中的结构,即去掉rhTNFα cDNA 3’端非翻译区序列110bp(命名为pRL—rhTNα2),转人大肠杆菌后,观察数个阳性转化子的表达情况,并与原型pRL—rhTNFα的表达进行比较。结果表明,去掉3’端非翻译区的pRL—rhTNFα能稳定表达rhTNFα,其发酵及纯化产品的生物学特征均等同于原型的,且其表达量比原型的有提高．提示3＇端非翻译区序列对表达有影响。3＇端非翻译区内存在一个相似于 TA的重复序列——TTTA TTA七聚体。这可能是本研究中影响TNFα表达量的原因之一。     

基于rhaSR嵌合操纵子的穿梭表达载体及其在鱼腥藻细胞中表达的初步研究

通过PCR等基因重组技术,以pKT-215（起源于RSF1010）为载体,构建了带有PR序列（含rhaSR操纵子表达调控元件、rhaR基因、报告基因gst的嵌合操纵子）和PT序列（含rhaSR操纵子表达调控元件及rhaT基因）的二种穿梭表达载体pKT～PTR、pKT—PR。其中,在RhaR基因上游设计和插入了增强的SD序列。首先将pKT—PTR、pKT—PR分别转化入大肠杆菌BL21（DE3）中,在不同培养基条件下,即舍鼠李糖与不含鼠李糖的培养基中进行表达,紫外分光光度计测定GST蛋白（谷胱甘肽-S-转移酶）的活性。结果表明,含嵌合操纵子的穿梭表达载体能在L-鼠李糖的诱导下表达,gst基因的表达量诱导备件下比非诱导条件下高3倍左右,且表达载体上的thaT基因并不能提高gst的表达;其次,利用三亲结合的方法将2种表迭质粒转入鱼腥藻Annbaena sp．PCC 7120中,抗生素筛选后得到能稳定遗传的转基因藻,并以转基因藻的质粒DNA为模板进行PCR检测。最后,转基因藻GST酶活力分析结果表明,嵌合操纵子PR在蓝藻细胞中的诱导表达效率极低,表达条件还需进一步优化。尝试将诱导型的操纵子转入蓝藻,具有潜在的应用价值。     

在鱼腥藻7120中建立反义glnA系统

应用反义技术对鱼腥藻７１２０的内源ｇｌｎＡ基因的表达进行调控,首次获得了人工反义系统的蓝藻品系。先从编码谷酰胺合成酶的基因ｇｌｎＡ中取得部分结构基因片段,与表达质粒载体ｐＲＬ－４３９及穿梭质粒载体ｐＤＣ－８相连接。通过酶切鉴定筛选出反向克隆的穿梭表达质粒ｐＤＣ－ＡＴＧＳ,然后应用三亲接合转移法把它鱼腥藻７１２０。     

小鼠金属硫蛋白基因在丝状体蓝藻中的表达及对重金属抗性的提高

应用蓝藻类金属硫蛋白启动子（ｓｍｔＯＰ）的金属诱导性,在丝状体蓝藻鱼腥藻（Ａｎａｂａｅｎａｓｐ．ＰＣＣ７１２０）中表达具有更高金属结合能力和对Ｃｄ２＋有选择特异性的小鼠金属硫蛋白基因（ｍＭＴⅠｃＤＮＡ）。构建穿梭表达载体ｐＫＴＭＲＥ并在大肠杆菌ＨＢ１０１中扩增,经三亲接合转移、链霉素筛选、ＤＮＡ和蛋白质印迹等方法鉴定得到稳定的转基因工程蓝藻。转基因蓝藻对金属离子吸附能力和较高重金属浓度下放氧活性测定表明,外源基因的表达提高了蓝藻对重金属离子的抗性,是野生蓝藻的１．５～２．０倍。     

小鼠金属硫蛋白──I cDNA在蓝藻中的克隆和表达

生物工程技术在工业、农业和环境保护上的应用日益广泛,将工程微生物应用于环境污染的治理,是一条快速、安全又经济的途径。本文报道了获得一种清除重金属污染工程藻的研究。将小鼠金属硫蛋白－Ｉ（ｍｏｕｓｅｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎ－Ｉ,ｍＭＴ－Ｉ）ｃＤＮＡ基因片段插入到质粒ｐＲＬ４３９上的强启动子ＰｐｓｂＡ之后,并与穿梭载体ｐＤＣ－８相连构建成功大肠杆菌──蓝藻穿梭表达载体ｐＤＣ－ＭＴ,然后通过三亲结合转移法将ｐＤＣ－ＭＴ转入固氮丝状体蓝藻鱼腥藻（Ａｎａｂａｅｎａ）７１２０中,经新霉素筛选获遗传稳定的转外源ＤＮＡ藻株;纯化单藻落扩大培养后,提取蓝藻质粒,斑点杂交确定ｍＭＴ－ＩｃＤＮＡ的转人;在培养基中加入重金属Ｃｄ,培养后收集藻细胞,用ＷｅｓｔｅｒｎＢｌｏｔｔｉｎｇ,极谱法和原子吸收等多种方法确定金属硫蛋白的表达,并计算表达量约为４０μｇＭＴ／ｇ藻鲜重。     

重组人粒细胞集落刺激因子(rhG-CSF)基因在鱼腥藻中的克隆

为了将rhG-CSF基因在鱼腥藻PCC 7120中克隆,用于制备口服制剂,利用DNA重组技术,在不改变阅读杠的前提下,将hG-CSF基因进行突变,并插入到pUC-19载体上,构建中间载体pUC=G-CSF;将pUC-G-CSF插入到pRL-489的启动子PpsbA的下游,构建穿梭表达载体pRL-G-CSF;通过三亲接合转移方法,将pRL-G-CSF转入丝状体蓝藻鱼腥藻PCC 7120内。本试验得到了有抗生素性的鱼腥藻,并用PCR技术检测到rhG-CSF基因在转基因鱼腥藻中存在。     

表达 lac 和 glk 基因的蓝藻的异养生长

将来自Brucella abortu的葡萄糖激酶基因glk和大肠杆菌乳糖操纵子基因lacZYA装置于蓝藻glnA启动子下游,以广宿主质粒导入3种蓝藻。基因的表达通过β-半乳糖苷酶和葡糖激酶活性测定得到确证。基因工程藻株均获得了利用乳糖异养生长的能力。集胞藻6803转基因株可在光照加DCMU的条件下利用乳糖生长,而鱼腥藻转基因株依赖乳糖可在完全黑暗条件下生长,并可在黑暗或加DCMU条件下诱导产生异形胞。     

小鼠金属硫蛋白-Ⅰ在鱼腥藻7120中的融合表达及其纯化

为了提高小鼠金属硫蛋白-Ⅰ(mMT-Ⅰ)在鱼腥藻7120(Anabaena sp.PCC 7120)中的表达量、便于表达产物的分离纯化,构建了新的穿梭融合表达载体pKG-MT.通过pKG-MT,mMT-Ⅰ cDNA在tac启动子的调控下,以与谷胱甘肽转硫酶(GST)C-末端相融合(GST-MT)的形式在鱼藻中表达.SDS-PAGE结果显示在异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导下GST-MT在鱼腥藻中表达.经谷胱甘肽亲合层析,从转基因藻中分离、纯化得到GST-MT.利用GSTC-末端的凝血酶酶切位点,用凝血酶对GST-MT进行柱上酶切,经Sephadex GS0除去凝血酶得到mMT-Ⅰ.SDS-PAGE表明纯化得到所要的目标产物;ELISA测定结果显示从每克转基因藻(鲜重)中可纯化得到0.9 mg mMT-Ⅰ;原子吸收测定表明纯化得到的mMT-Ⅰ的镉离子结合能力接近于天然MT.     

小鼠 金属硫蛋白—Ⅰ 鱼腥藻7120 融合表达 纯化

为了提高小鼠金属硫蛋白-Ⅰ（mMT-Ⅰ）在鱼腥藻7120（Anabaena sp.PCC7120)中的表达量便于表达产物的分离纯化。构建了新的穿梭融合表达载体pKG-MT。通过pKG-MT,mMT-ⅠcDNA在tac启动子的调控下,以与谷胱甘肽转硫酶9GST）C-末端相融合（GST-MT）的形式在鱼藻中表达,SDS-PAGE结果显示在异丙基硫代-β-D-半乳糖苷（IPTG）诱导下GST-MT在鱼腥藻中表达,经谷胱甘肽亲合层析,从转基因藻中分离,纯化得到GST-MT。利用GSTC-末端的凝血酶酶切位点,用凝血酶对GST-MT进行柱上酶切,经SephadexG50除去凝血酶得到mMT-I,SDS-PAGE表达纯化得到所要的目标产物;ELISA测定结果显示从每克转基因藻（鲜重）中可纯化得到0.9mgmMT-I;原子吸收测定表明纯化得到的mMT-I的镉离子结合能力接近于天然MT。