合成生物学的科学内涵和社会意义——合成生物学专刊序言

合成生物学（synthetic biology）的产生和快速发展,是人类对生命现象系统认知和深刻探索之后合乎逻辑的必然结果;同时,也是20世纪末和21世纪初,学科交叉迅猛发展的必然结果。顾名思义,     

地中海拟无枝菌酸菌U32染色体特性的脉冲场电泳分析

地中海拟无枝菌酸菌(Amycolatopsis mediterranei)U32是产力复霉素SV的工业生产菌株。采用脉冲场电泳分析发现,地中海拟无枝菌酸菌U32仅有一条约10 Mb的线性染色体, 没有内源性质粒。利用Southern杂交法,对11个编码力复霉素生物合成、相关初级、次级代谢关键酶以及调控蛋白的基因,在U32染色体DNA的PshBI酶切片段上进行了定位。分析发现在一条长度约700kb的PshBI酶切片段上,分别存在着力复霉素合成基因簇(rif)、氮代谢的亚硝酸还原酶小亚基基因(nasD)、衔接初级与次级代谢的甲基丙二酰变位酶基因(mcm)、脂肪酸代谢的乙酰辅酶A羧化酶生物素载体蛋白基因(accA)以及一套核糖体RNA转录单元。同时还发现U32至少有5套核糖体RNA转录单元。其余定位的基因均只出现单一杂交信号。     

一个新的小鼠被毛突变位点（Uncv）的高分辨遗传图谱和物理图谱的构建

迄今为止 ,人们已经发现了 10 0多个影响小鼠和人的毛发发育的基因 ,在以前的研究中 ,Uncv被证实是一个新的影响小鼠被毛的位点 ,具体表现为纯合突变体为无毛 ,杂合突变体表现为稀毛。除此之外 ,纯合的突变体还表现为生长和发育的迟缓。克隆这一突变基因将有助于更好地了解人类毛发发育异常相关的疾病。尽管这一位点已经被定位在小鼠 11号染色体上 ,但是没有该区域的精细遗传图谱和物理图谱直接克隆该基因有一定的难度。利用了两组杂交方式 ,[BALB/c(Uncv/Uncv)×C3H ( / ) ]×BALB/c (Uncv/Uncv)和 [BALB/c (Uncv/Uncv)×C5 7BL/6 ( / ) ]×BALB/c(Uncv/Uncv) ,共 2 0 74个F2代个体 ,通过对 11号染色体上的 16个微卫星标记的基因分型连锁分析 ,最终把该基因定位于11号染色体上位于D11Mit337和D11Mit338之间的约 1.4cM之间的区域。随后 ,利用BAC文库杂交和BAC末端序列PCR锚定的方法 ,构建了由 35个BAC构成的高分辨的BAC重叠群 ,这一高分辨的遗传图谱和物理图谱的构建 ,为进一步克隆这一突变基因打下了基础。     

假单胞菌sp.130 GL-7-ACA酰化酶的核苷酸和蛋白质序列分析

对来源于假单胞菌sp.130的戊二酰-7-氨基头孢烷酸（GL－7－ACA）酰化酶结构基因的全序列及所编码蛋白质的α,β亚基的N末端和C末端的氨基酸序列进行了测定。将蛋白质序列与其他同类的GL－7－ACA酰化酶进行了同源性比较,结果显示该酶与来源于假单胞菌GK16和C427的酰化酶的序列有较高同源性,而与其它同类酰化酶的同源性较低。这些酶的α亚基N－末端差别较大,但是β－亚基的N－末端有较高的保守性。     

四个与小鼠摄食、摄水量及蛋白质代谢相关基因的功能研究

目的　通过对小鼠摄食、摄水量及蛋白质代谢相关基因的功能研究 ,为今后的营养学和营养疾病学的分子生物学水平研究提供一定的依据。方法　利用反义核酸技术与动物行为学实验方法相结合 ,从动物整体水平上研究与动物膳食和营养代谢相关的基因功能。从课题组以往研究得到的摄食量与对照组有显著差异的基因中选出 4个 ,用BALB c小鼠进行实验。结果　实验结果表明 :D1、Pe和Tr实验组小鼠的摄食量、摄水量与对照组有明显的差异 ,D1和Tr实验组的蛋白质代谢与对照组有明显的差异。D1实验组小鼠的摄食量和摄水量明显高于对照组并呈下降趋势 ,但其表观消化率小于对照组 ,说明其蛋白质代谢功能有所下降 ;Tr实验组小鼠的摄食量和摄水量也明显高于对照组但呈上升趋势 ,其表观消化率大于对照组 ,说明其蛋白质代谢功能有所上升。结论　预测D1基因可能与促进营养代谢功能有关 ,Tr基因可能与抑制营养代谢功能有关。D1、Pe和Tr与移动、痛觉、记忆等其他行为学有相关性 ,P3与其他行为学无相关性。     

小鼠MPI基因的打靶载体的构建和筛选

目的　构建小鼠MPI基因的基因打靶载体转染ES细胞 ,构建用于同源重组筛选的对照载体。方法根据计算机分析小鼠MPI基因的基因组序列 ,构建用于同源重组载体的长臂和短臂并且转染小鼠ES细胞 ,经抗性筛选后得到阳性克隆 ,抽提基因组DNA后用PCR的方法进行重组子的初步筛选。结果　成功构建了MPI基因的基因打靶载体并且摸索了用PCR的方法进行重组细胞初步筛选的方法。结论　这个载体的构建为MPI基因功能的研究打下了基础 ,同时用PCR方法进行初步筛选大大减少了Southern杂交的工作量 ;利用实验小鼠来研究印迹基因是非常有效的方法 ,它不仅能了解印迹基因在小鼠生长发育过程中的功能 ,而且进而有助于研究人的相应印迹区。     

肠杆菌膦酸酯代谢途径中phnF基因的研究

大肠杆菌的phn操纵子与膦酸酯(Pn)的利用密切相关。实验利用PCR扩增、TA克隆等方法．获得了大肠杆菌phn操纵子中phnE、phnF和phnG基因的亚克隆,并进行了序列测定。通过P1噬菌体转导,构建了phnF的TnphoA’-9转座子插入突变体JW19,该突变仅对大肠杆菌的AEPn同化有微弱的影响,而利用phnE和phnG序列与染色体重组构建的phnF全缺失突变株JW67,则几乎不能在．AEPn培养基上生长。通过phnF基因的诱导高表达,用亲和柱层析分离纯化了PhnF。蛋白,达到电泳纯。并且用凝胶延滞的方法观察到,PhnF蛋白与加phn操纵子DNA片段相互作用后,可使凝胶图谱类型发生改变。     

变铅青链霉菌内源线性质粒接合转移必需功能区的鉴定

通常细菌间环型质粒在接合转移过程中,单链质粒DNA在质粒内部“oriT”接合转移起始位点发生缺刻.随后,打开的单链质粒DNA通过细胞膜的Ⅳ型分泌系统转移到受体菌中.但是,链霉菌中的接合型线型质粒带有游离3′端,5′端与末端蛋白结合,因而不能以细胞-细胞间方式转移单链缺刻DNA.报道了变铅青链霉菌线型质粒SLP2衍生的环型质粒,与SLP2一样可以高频高效接合转移,并鉴定了接合转移功能区.质粒有效的接合转移功能区包含6个共转录的基因,分别编码一个Tra样的DNA转移酶、胞壁水解酶、2个膜蛋白(可以与ATP结合蛋白相互作用)和一个功能未知的蛋白质.从SalⅠR-/M-向SalⅠR/M宿主转移的质粒频率下降表明,线型和环型的质粒都是以双链的形式转移的.上述研究结果表明SLP2衍生的线型质粒和环型质粒以相似的与细胞膜/胞壁功能相关的机理进行接合转移.     

头状链轮丝菌（Streptoverticillum caespitosus）ATCC27422染色体复制起始区（oriC）的序列分析与功能研究

头状链轮丝菌(Streptoverticillum caespitosus)ATCC27422染色体复制起始区(oriC)内共有22个DnaA盒结构;其中第21、22个DnaA盒彼此方向相反、相互重叠8个碱基。放线菌oriC数据库搜索发现,这种重叠DnaA盒在抗生素链霉菌、结核分枝杆菌等几种放线菌中也同样存在。在分枝杆菌中一般由第1、2个DnaA盒组成,而在链霉菌中由最后的两个DnaA盒(第21、22)组成。重叠DnaA盒保守序列为CTGTGCACAA,长度为10个碱基,即由于重叠的缘故比正常DnaA盒长1个碱基。通过测量载体对变铅青链霉菌的转化效率研究了oriC不同部位在染色体复制起始中的功能和地位。头状链轮丝菌oriC序列的5′端1～188位的片段虽然不包含有DnaA盒结构,但该片段的缺失,造成oriC复制起始功能的完全丧失。3′端793～939位片段同样没有DnaA盒结构,该片段的缺失,仅发生转化效率的降低约40％,说明oriC的793～939位序列对DNA复制起始效率以及复制子稳定性起重要作用。当oniC被克隆人载体时两端各带有一段dnaA、dnaN基因的部分序列,所构建的载体虽然转化效率较低,但转化子的菌落、菌丝形态与宿主菌原有的表型相接近,由此推断oriC两端的序列除了编码各自产物外,可能通过影响染色体DNA复制的起始效率、复制子稳定性等对染色体的复制起始发挥顺式调控作用。     

BALB/c和C_(57)BL/6小鼠在基因功能检测中行为学的比较研究

目的　探索BALB c和C57BL 6两个品系在有关实验中的不同作用。方法　选取了结合随机测序与生物信息学分析设计合成的神经系统表达的一些基因的反义核酸 (anti sense)中的 2个 ,用Hamilton微量注射器将其分别定量注射到BALB c和C57BL 6小鼠的侧脑室 ,并分别设注射生理盐水和随机序列核酸 (Scramble)的对照组。每一反义核酸实验组和对照组各注射 1 0只小鼠 ,之后观察实验组与对照组在不同行为学实验中的差异。小鼠的行为学检测模型为 :考察日常代谢能力的摄食量 ,考察Locomotionactivity(移动 )的旷场行为 ,考察疼痛阈值的甩尾试验和考察记忆能力的步下法实验。结果　注射No 1基因的反义核酸后 ,两品系的实验组均在测试记忆力的步下法 (Step -downTest)试验中表现出记忆力减弱 ,且与对照组差异明显 ,说明No 1基因的功能确与记忆相关。注射No 2基因的反义核酸后 ,在测试移动能力的旷场行为 (OpenFieldBehavior)试验中 ,BALB c实验组跨格、直立行为均比对照组明显减少 ,说明受此反义核酸影响显著 ,而C57BL 6实验组则与对照组无大的差异。此外 ,在生理盐水对照组和随机序列核酸对照组的实验中以及其他行为学模型的实验中 ,两品系也存在着一定的差异。结论　用遗传背景不同的多品系进行相关实验 ,可进一步建立