产溶剂梭菌分子遗传操作技术研究进展

产溶剂梭菌是一类重要的工业微生物.通过遗传改造以优化产溶剂梭菌的发酵性能一直是溶剂制造技术研究的重要课题,但长期受限于该类菌并不完善的遗传操作工具,未见明显突破.近年来,随着TargeTron基因中断、大片段基因整合等新技术和新方法的出现,其分子遗传改造已取得较大进展.文中对产溶剂梭菌的分子遗传操作工具研究进展进行了总结,并指出了现有技术在效率及全面性方面的不足.基于此,今后应进一步优化现有的梭菌基因失活技术,如建立基于同源重组的基因删除和替换;同时也应发展新的分子操作技术,如基因组多位点共编辑、多拷贝定点和随机整合等.     

丙酮丁醇梭菌发酵产溶剂的进展

丁醇是大宗基础化工原料,可由产溶剂梭菌发酵可再生原料生产,并有望成为新一代生物燃料.协作组在国内率先开展了改进溶剂发酵菌种生产性能的实验研究,通过土样筛选和诱变选育获得一株高丁醇比例的丙酮丁醇梭菌EA2018(中国发明专利CN1143677A),丁醇比例比常规生产菌株高10%,达到70%.该菌株于20 世纪90 年代成功在河北冀州和山东泗水得到工业化应用,近年又许可给河南天冠集团与吉林吉安新能源集团用于规模生产.     

重组人血清白蛋白在Pichia pastoris中分泌表达影响因素的研究

为获得高产稳产重组人血清白蛋白的Ｐｉｃｈｉａ ｐａｓｔｏｒｉｓ细胞株用于高密度发酵,构建了多种分泌表达载体,在Ｐｉｃｈｉａ ｐａｓｔｏｒｉｓ中作表达,研究表达载体构建等因素对表达量的影响。发现采用酿酒酵母α性成熟因子前导肽比人血清白蛋白天然前导肽作为分泌信号肽的表达量要高１０％左右。而载体整合方式、整合拷贝数、５’非翻译区的改造和甲醇利用表型等对表达量无规律性影响。筛选到的高表达株经高密度发酵,细     

β-胡萝卜合成途径的不同启动子组合的比较研究

以耶氏解脂酵母菌(Yarrowialipolytica)MYA2613为底盘菌,表达来源于卷枝毛霉菌(Mucorcircinelloides)的基因car B,carRP后能有效生产β-胡萝卜素。启动子作为调控基因的重要顺式元件影响着基因的表达。为了优化基因GGS1,car B,carRP的表达强度组合,将上述3个基因、终止子与两组不同的启动子通过DNA assemble方法拼接后,得到了组合TEF1p-GGS1-xpr2t-GPD1pcar B-mig1t-EXP1p-carRP-lip2t和YAT1p-GGS1-xpr2t-GPD1p-car B-mig1t-FBAin1p-carRP-lip2t。经发酵表型验证,两株菌都产β-胡萝卜素,其中前者的产量是后者的4.18倍,具有明显优势。     

雷氏普罗威登斯菌青霉素G酰化酶基因在大肠杆菌中的克隆与表达

利用PCR和分子克隆技术从雷氏普罗威登斯菌（Prouidencia rettgeri)(ATCC29944)的基因组DNA中获得一个青霉素G酰化酶（penicillinGacylase,PGA)基因并将其装入表达质粒pET24a。携带有重组质粒pETPGA的Escherichia coli基因工程菌BL21（DE3）/pETPGA实现了PGA的高效表达,对发酵条件的研究表明基因工程菌在24℃,添加5g/L甘油条件下以1.0mmol/LIPTG诱导1.5h酶活力即达到993.4U/L,比野生菌酶活力（15U/L）提高了66倍。     

以技术集成促进生物催化技术转移

生物催化研究和产业化都在迅速发展,但两者之间的联系并不紧密,成功的技术转移很少。缺乏集成研发平台成为生物催化技术转移的瓶颈。在国内相关企业的技术力量不足以进行技术集成的现状下,建议中国科学院建设酶工程集成研发平台,依托此平台企业和科研院所建立广泛的技术合作和技术转移关系,建立生物催化产业的产学研价值链。     

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌MRSA252辅酶A二硫化物还原酶缺失延缓苯唑西林的次级损伤效应

【目的】耐甲氧西林金黄色葡萄球菌在苯唑西林作用下,其辅酶A二硫化物还原酶表达上调2.3倍。本文研究苯唑西林对该酶缺失的金黄色葡萄球菌的杀菌效应。【方法】利用同源重组双交换技术对金黄色葡萄球菌进行基因敲除,并用质粒p OS1构建回补株;采用分光光度法检测菌株体外增殖能力;以时间-杀菌法考察苯唑西林对菌株杀菌效应;以2’,7’-二氯荧光黄双乙酸盐为探针检测胞内活性氧水平。【结果】辅酶A二硫化物还原酶基因敲除株较亲株生长缓慢(P0.05);20倍MIC浓度苯唑西林下敲除株的时间-杀菌曲线及胞内活性氧水平与亲株无显著性差异,5倍MIC浓度下敲除株的致死速率及胞内活性氧水平均较亲株下降。【结论】在较低浓度苯唑西林作用下,辅酶A二硫化物还原酶基因缺失降低胞内活性氧水平,减小杀菌速率,延缓次级损伤效应。     

辅因子再生研究进展

许多有价值的酶催化反应都需要辅因子的参与。因为辅因子价格昂贵,所以,在酶催化工业应用中,需要实现辅因子原位再生。经过几十年研究,出现了酶法、化学法、电化学法、光化学法和基因工程法等手段实现烟酰胺类辅因子（NAD（P）H）、ATP、糖核苷酸等辅因子再生。对辅因子再生研究中取得的进展以及存在的问题进行讨论。     

基于基因组编辑技术的大片段克隆新策略

基因组大片段克隆技术是合成生物学研究领域关键的使能技术。传统的大片段克隆技术获取目的大片段的手段存在各种缺陷,比如随机建库克隆需要依靠高通量筛选;PCR难以扩增10 kb以上片段,从小片段拼装费时费力且突变率高;基于限制性酶切连接难以找到片段两端适宜的限制性内切酶酶切位点。最近全基因组合成等前沿研究创造了全新的高性能大片段克隆方法,比如CRISPR/cas9系统中cas9可识别并切割20 bp核酸序列解决了识别位点设计难题,可用来获取任意目的基因片段;组合Gibson或者酵母偶联重组技术组装技术,可高效克隆大片段基因。本文将分类介绍基因组大片段克隆技术,并提出适用不同尺度大小基因克隆的技术选择参考标准。