高致病性2型猪链球菌plcR基因敲除株的构建及其相关生物学特性的研究

【目的】构建高致病性2型猪链球菌05ZYH33菌株plcR基因敲除株,通过比较突变株与野生株生物学特性的差异,研究plcR基因在2型猪链球菌致病过程中的作用。【方法】利用同源重组技术敲除plcR基因,多重交叉PCR及RT-PCR鉴定并测序验证。比较野生株与突变株基本生物学特性的差异,小鼠攻毒实验分析plcR基因缺失对细菌毒力的影响。【结果】经RT-PCR证实05SSU0241与05SSU0242共转录,通过多重交叉PCR及RT-PCR证实成功构建plcR基因缺失突变株,基本生物学特性显示突变株的生长速率、菌落形态、溶血活性均无显著改变,小鼠致病性试验结果显示,野生株攻毒的小鼠死亡率为70%,突变株攻毒的小鼠死亡率为40%,毒力较野生株显著降低。【结论】plcR基因作为2型猪链球菌有毒株基因组中特有的外源基因,在细菌致病过程中具有重要作用。     

水葫芦根际细菌群落结构多样性分析

【目的】了解水葫芦根际细菌群落结构。【方法】运用末端限制性片段长度多态性(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)技术分析富营养化水体中水葫芦根际和水葫芦近、远水样的细菌群落特征及多样性,结合克隆文库技术和培养法分析根际的细菌种群类型。【结果】同一时期水葫芦根际细菌多样性(Shannon-Weiner指数H′或Simpson指数D)更高,水葫芦近水样次之,远水样最小。10月份的细菌多样性高于5月份的。通过水葫芦根际细菌的克隆文库可知变形杆菌门(Proteobacteria)是水葫芦根际细菌的主要类群,占总群体的65.1%,包括噬菌弧菌(Bacteriovorax sp.)、Dechloromonas sp.、Leptothrix sp.、红螺菌科(Rhodospirillaceae)、Rhodoferax sp.和红环菌科(Rhodocyclaceae)等。T-RFLP图谱显示159 bp为最大优势菌,247 bp为第二大优势菌,对照克隆文库及培养结果分析247 bp属于γ-Proteobacteria,159 bp为不动杆菌(Acinetobacter sp.)。【结论】水葫芦根际细菌的群落结构丰富,不同时段水葫芦根际细菌的丰度略有变化,主要类群为变形杆菌门。     

猪链球菌2型srtF基因敲除突变株的构建及其毒力

利用同源重组基因敲除方法构建猪链球菌2型强毒株05ZYH33 srtF同源突变体。组合PCR、交叉酶切、RT-PCR结果均显示srtF突变体构建成功。突变株与强毒株的菌落形态、生长速率以及对小鼠的致病力均无显著性差异。小鼠竞争实验结果提示,突变株在心脏的定殖及感染能力显著减弱。成功构建的srtF突变株为进一步研究srtF的生物学功能奠定了基础。     

宏基因组学挖掘新型生物催化剂的研究进展

微生物蕴藏着大量具有工业应用潜力的生物催化剂。然而,传统培养方法只能从环境中获得不到1%的微生物。宏基因组学是通过提取某一特定环境中的所有微生物基因组DNA、构建基因组文库并对文库进行筛选,寻找和发现新的功能基因的一种方法。它绕过了微生物分离培养过程,成为研究环境样品中不可培养微生物的有力手段。因此,从宏基因组中挖掘新型生物催化剂一直倍受生物学家的关注。以下主要对宏基因组文库的样品来源、DNA提取方法、文库的构建和筛选策略的选择这4个方面的研究状况进行了综述,列举了近年来利用宏基因组技术所获得的新型生物催化剂,并对其今后的研究方向提出了展望。     

抗体库的起源、发展及应用前景

抗体是高等动物特异性免疫应答反应所产生的免疫球蛋白,负责特异抗原的识别和清除。抗体不仅是机体抵抗病原体入侵的强大武器,也是基础科学研究中用于特异性分子识别的专用工具。抗体分子的多样性导致了抗体库概念的产生,让我们认识到每个高等生物个体都是一个天然的抗体库。在后基因组时代,为了适应各种“组学”研究,特别是为了蛋白质组学研究的高通量技术需求,在噬菌体展示技术平台的基础上,构建了各种基因工程抗体库和抗体替代物库。但现在越来越多的其他展示技术如核糖体展示、mRNA展示等体外展示技术也被用于抗体库的研究,而且表现出了相比于噬菌体展示更多的优势。以下根据目前最新发表的有关综述文章和研究论文,对抗体库的起源、发展及应用前景给予粗略的描述,为读者提供最新的参考文献,通过分析目前存在的问题,论述了抗体库技术的应用前景和发展趋势。     

中华绒螯蟹卵巢RACE Cdna文库的构建

应用抑制性差减杂交技术 ,已经获得了中华绒螯蟹卵巢发育过程中差异表达基因的部分cDNA序列。为了进一步获得基因的全长cDNA序列 ,运用SMART技术 ,成功构建了中华绒螯蟹卵巢 (Ⅲ期 )RACEcDNA文库。琼脂糖凝胶电泳结果表明 ,文库所含全长cDNA的长度主要集中在 5 0 0～ 2 0 0 0bp之间 ,RACEPCR结果表明 ,所用基因特异性引物与接头引物皆能扩增出产物 ,说明所构文库的质量较好 ,适于用RACE方法从中分离中华绒螯蟹卵巢发育相关基因的全长cDNA。     

华北大黑鳃金龟中肠丝氨酸蛋白酶cDNA克隆、 序列分析及表达

丝氨酸蛋白酶是昆虫体内一类重要的消化酶, 为了了解该类酶的分子特性及功能, 本研究利用粉纹夜蛾Trichoplusia ni围食膜蛋白多克隆抗体筛选华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita中肠cDNA表达文库, 首次得到编码华北大黑鳃金龟丝氨酸蛋白酶cDNA序列, 命名为HoSP1（GenBank登录号为FJ573146）。序列分析表明, 该基因长902 bp, 开放阅读框（ORF）长783 bp, 编码260个氨基酸, 推测分子量和pI值分别为26.7 kDa和4.19, 不含有N-糖基化位点, 但在Thr₁₅₇处有一个O-糖基化位点, 含有6个保守的半胱氨酸残基, 组成3对二硫键, 对于维持蛋白质的三级结构起着重要的作用。通过与几种丝氨酸蛋白酶的比对发现, 该酶具有组氨酸（His）、 天冬氨酸（Asp）、 丝氨酸（Ser）催化中心, 与褐新西兰肋翅鳃金龟Costelytra zealandica的14种丝氨酸蛋白酶有明显的相似性, 其中与CzSP3的序列一致性最高, 为52.47%。把该基因与pET21b载体重组后, 进行体外表达, 以BTEE为底物, 测得该酶的活力为0.0378 μmol/mg·min。HoSP1基因的克隆及体外表达为进一步研究该酶在华北大黑鳃金龟体内的表达及功能提供了依据。     

1α羟化酶活性和血钙水平对24羟化酶基因表达的影响

目的:研究肾脏24羟化酶基因表达的影响因素。方法:采用两种基因敲除小鼠。每种小鼠又分两种饲养方式。用生化分析仪测定小鼠血钙浓度。用半定量RT-PCR法研究小鼠肾脏组织中1α羟化酶和24羟化酶基因的表达。结果:1α羟化酶基因敲除小鼠体内血钙低于野生型小鼠(78±10.4 mg/Lvs111±16.5 mg/L,P<0.05.),测不出24羟化酶基因表达。维生素D受体基因敲除小鼠有很高的1α羟化酶表达,小鼠血钙也显著低于野生型小鼠(68±9.8 mg/Lvs111±16.5 mg/L,P<0.05),测不出24羟化酶表达。但给予高乳糖饲料后,两种基因敲除小鼠血钙都上升到与野生型小鼠一致水平。此时,24羟化酶基因的表达与野生型也基本一致。结论:血钙是调节24羟化酶基因表达的直接因素,1α羟化酶对24羟化酶的正向调节作用是通过升高血钙来实现的。     

白细胞介素2亲和性配体的筛选

白细胞介素2(IL-2)及其受体拮抗剂的研究对免疫抑制药物的研制具有重要作用.抗白细胞介素2受体α链中和性单克隆抗体5G1(抗Tac型抗体)能够特异性地阻断IL-2与其受体的结合.因此,5G1可作为目标分子被用来在噬菌体展示肽库中筛选白细胞介素2的亲和性配体.经过4轮亲和性筛选以及5G1亲和活性的测定,6个具有明显5G1亲和活性的噬菌体克隆被发现.DNA序列分析结果显示出,所得到的肽序列具有明显的保守性,即SSFT(L/P)I.该序列与IL-2受体α链没有同源性.因此,SSFT(L/P)I可能模拟了IL-2受体α链上的一个不连续表位(mimotope),为白细胞介素2亲和性配体片段.     

<Emphasis Type="Italic">Hoxa3</Emphasis> regulates the proliferation and differentiation of the third pharyngeal arch mesenchyme in mice

Genetic disruption of Hoxa3 results in bilateral defects of the common carotid artery, which is derived from the third branchial arch artery. The tunica media of the great arteries derived from the arch arteries is formed by the ectomesenchymal neural crest cells. To examine the etiology of the regression of the third arch artery, we generated Hoxa3 homozygous null mutant embryos that expressed a lacZ marker transgene driven by a connexin43 (Cx43): promoter in the neural crest cells. The expression of -galactosidase in these mouse embryos was examined by both whole-mount X-gal staining and immunohistochemistry with the monoclonal -galactosidase antibody on sections. The migration of neural crest cells from the neural tube to the third branchial arch was not affected in the Hoxa3 homozygotes. The initial formation of the third arch artery was also not disturbed. The artery, however, regressed at embryonic day 11.5 (E11.5), when differentiation of the third pharyngeal arch began. The internal and external carotid arteries arose from the dorsal aorta in E12.5 null mutants, which showed an abnormal persistence of the ductus caroticus. The third pharyngeal arch of wild-type mice fuses with the fourth and second arches at E12.0. In the Hoxa3 null mutants, however, the fusion was delayed, and the hypoplastic third pharyngeal arch was still discerned at E12.5. Moreover, the number of proliferating cells in the third arch of the null mutants was small compared with that in the wild-type. Thus, Hoxa3 is required for the growth and differentiation of the third pharyngeal arch. The defective development of the third pharyngeal arch may induce the anomalies of the carotid artery system. This work was supported in part by a grant (no. 14570026) from the Ministry of Education of Japan to Y.K.