整合子-基因盒系统与细菌耐药机制的研究进展

大量研究表明整合子-基因盒系统是微生物耐药的主要机制,由其介导的耐药基因水平转移是细菌耐药机制产生的主要途径。已知的整合子被分为两大类：传统的整合子和超级整合子。前者存在于转座子、质粒和细菌染色体,其基因盒编码产物可使细菌耐受一种或多种抗菌药物及消毒剂;而后者则只存在于细菌的染色体上,它携带的基因盒更多,且其编码产物则更加复杂,目前只在特定菌株中发现超级整合子。本文就整合子的结构、分布、检测及它对细菌耐药性的影响等几个方面的研究进展进行讨论。     

耐药性播散机制进展—整合子—基因匣子系统

整合子-基因匣子系统是近年在细菌中发现的天然克隆与表达系统,能捕获外来耐药基因,在整合子中形成多种耐药基因的组合、排列,是细菌耐药性播散的机制之一,对细菌及质粒基因组的进化具有重要意义。本文对整合子-基因匣子系统的结构特征、基因匣子的移动性与表达、整合子的流行病学及超整合子等方面进行综述。     

产超广谱β-内酰胺酶细菌中I类整合子的研究进展

产超广谱β-内酰胺酶(Extended-spectrum beta-lactamase, ESBLs)细菌的多重耐药性是临床用药的一大难题, 近年研究发现其耐药性的产生与整合子密切相关, 其中临床最常见、研究最深入的是I类整合子。整合子是一种可移动基因元件, 在整合酶的作用下捕捉外源基因盒并使之表达, 是具有基因整合和切除功能的天然克隆和表达系统。研究表明I类整合子可连续捕捉和整合多种耐药基因, 以质粒或转座子为载体在细菌之间传播耐药性, 使ESBLs细菌多重耐药趋势十分严峻。本文就I类整合子的结构特征、I类整合子对耐药基因盒的整合作用及其与ESBLs细菌耐药性的关系等方面进行综述。     

革兰阴性菌中整合子携带超广谱β-内酰胺酶的研究进展

整合子是一种主要存在于革兰阴性菌中的基因捕获和表达的遗传单位,能够选择性捕获或去除各种特异性耐药基因盒,从而加速了细菌耐药性的扩散.近年来,整合子介导的细菌耐药机制引起了研究人员的极大关注,成为研究细菌耐药传播机制的一大热点.目前已明确的位于整合子上的抗性基因已超过70多种[1],其中包括相继发现的一些超广谱β-内酰胺酶(ESBL)被整合在整合子上,这无疑加速了ESBL的传播速度.本文就整合子的分类、结构,革兰阴性菌中整合子携带ESBL的流行病学特征、检测和协同耐药基因的表达等作一综述.     

细菌染色体第1类整合子捕获耐药性基因盒反应模型的构建

【背景】整合子在细菌耐药性的获得及传播中占据重要地位,对于整合反应检测方法的改良及反应机制的研究,可以加深我们对细菌耐药性产生和播散的理解,为遏制耐药菌株的产生和播散提供新的途径。【目的】在细菌染色体上构建第1类整合子反应模型,用于评价整合酶介导的基因盒位点特异性重组。【方法】 PCR分别扩增含氯霉素耐药基因cat的CM片段、含基因盒aadA5的LacA5片段、含整合子重组位点attI1及强可变区启动子的PcS片段和插入位点两侧的同源臂,重叠延伸聚合酶链反应连接上述5个片段制备整合子模型插入片段,通过同源重组将构建好的整合子模型片段插入大肠埃希菌JM109染色体中。转入高表达第1类整合酶的质粒pHSint,在链霉素平板上筛选发生整合的菌株,并经聚合酶链反应和测序验证。【结果】构建的整合子模型片段经测序与预期一致,整合子模型片段成功插入大肠埃希菌JM109染色体中。转入高表达整合酶的质粒pHSint后,在链霉素平板上成功筛选出基因盒aadA5发生整合的菌株,经聚合酶链反应扩增并测序与预期一致。【结论】在大肠埃希菌染色体上成功构建第1类整合酶介导基因盒位点特异性重组反应模型,为进一步揭示整合子捕获耐药性基因盒的反应机制奠定基础。     

整合子系统介导沙门菌耐药性的研究进展

沙门菌(Salmonella spp.)是公共卫生学上具有重要意义的人畜共患病病原菌。人、畜感染沙门菌后会引起伤寒、副伤寒、胃肠炎、败血症和肠外局灶性感染等疾病。抗生素是治疗沙门菌严重感染的有效手段,随着临床和畜牧业中抗生素的大量使用,使得沙门菌的耐药情况日益严重。整合子是普遍存在于细菌中的一种可移动基因元件,可有效捕获外源基因确保其表达,并复合于转座子、质粒等,使多种耐药基因在细菌种内或者种间进行传播。在过去的二十年中,随着新基因盒和复杂整合子的不断出现,导致整合子系统迅速进化。整合子在沙门菌耐药性传播过程中具有非常重要的作用,因此,本文对整合子系统的分子结构、分类、作用机制,以及沙门菌中存在的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类整合子介导的耐药性及现有检测方法的研究进展进行综述,以期为沙门菌耐药性研究提供参考。     

细菌整合子与移动性基因盒的研究进展

整合子是由整合酶基因、基因盒和基因盒附着位点三者组成的遗传元件.在整合酶介导下,整合子通过位点特异的重组系统获取并交换外源DNA(基因盒),即将基因盒整合到整合子上或将之从整合子上剪切下来,但是整合子本身不能够移动.本文综述了国外近年来关于整合子与基因盒的结构特征及其分类的研究近况,对了解整合子及与之密切相关的移动性基因盒在细菌的多重耐药和毒力研究中,尤其是在适应选择性压力下细菌基因组进化中的作用具有重要的意义.     

肠杆菌属细菌一类整合子及其基因盒特征

整合子是捕获、整合和表达外源基因的重要元件,可以加速抗生素抗性基因的传播。本研究分析了已完成全基因组测序肠杆菌属细菌一类整合子及其基因盒的存在情况与特征。实验表明,目前62个肠杆菌属细菌,包括40个阴沟肠杆菌、11个霍氏肠杆菌和11个其它肠杆菌都完成了全基因组测序,其中40.32%(25/62)肠杆菌属细菌含有一类整合子。在25个含一类整合子的肠杆菌中,72%(18/25)携带一个整合子,28%(7/25)含有多个整合子。25个肠杆菌共存在36个整合子,其中88.89%(32/36)位于质粒上,其余11.11%(4/36)位于染色体上。肠杆菌属细菌一类整合子整合酶基因(1 014 bp)高度保守,其中一个整合子整合酶基因发生了3碱基突变(3/1 014),7个发生2碱基突变(2/1 014),13个发生1碱基突变(1/1 014 bp),其余没有突变。25个含一类整合子肠杆菌共存在18种基因盒,其中dfrA1基因盒频率最高16.13%(10/62),其次是aadA1(8.06%, 5/62),接着是aacA27-ereA-IS1247-aac3-arr2-ereA基因盒(4.84%, 3/62),其他基因盒频率低于4.0%。本研究有助于了解一类整合子在肠杆菌属细菌产生抗生素抗药性中的重要作用。     

整合子基因盒系统及β-内酰胺酶介导的细菌耐药

整合子是一个能捕获并整合细胞外游离基因盒,并可使之转化为功能性基因的新型DNA元件。这种可移动的基因元件通过水平基因转移的方式极大地加速了抗性基因在同种及不同种属之间的传播,造成细菌的耐药以至多重耐药问题日益严重,耐药机制日趋复杂。尤其对临床上使用较多的头孢菌素类、青霉素类等β-内酰胺类抗生素的耐药,已给人类健康造成巨大威胁,急需阐明其复杂的耐药机制。     

细菌多重耐药性的转移与基因盒-整合子系统

细菌的多重耐药已成为临床治疗的难题,近年来耐药基因转移的新机制与基因盒-整合子系统密切相关。本文就该系统的发展历史、整合子的结构与分类、基因盒的种类与表达、基因盒．整合子的检测方法及其多重耐药性传递的相关性作一全面阐述。     

多倍体植物中基因表达模式的变化

植物杂交和多倍化能导致基因组结构发生变化,并显著影响了基因表达,因此认为杂交和多倍化是促进植物进化的一个重要力量。近些年大量的研究表明植物多倍化后基因表达模式发生了复杂的改变,包括基因沉默、基因表达的基因组偏向性及组织特异性、基因激活等现象,本文对这些现象及其特点和机制进行了综述。     

人血小板生成素重组载体的构建与体外表达

应用基因克隆技术,以人ＴＰＯｃＤＮＡ为目的基因,构建真核细胞表达重组体ＶＲＴＰＯ,藉脂质体将其转染于ＮＩＨ３Ｔ３细胞,应用ＰＣＲ、ＲＴ－ＰＣＲ及Ｗｅｓｔｅｒｎ印迹等技术对其转染及表达情况进行鉴定．结果表明：ＶＲＴＰＯ构建成功,在ＮＩＨ３Ｔ３细胞可表达人ＴＰＯ,为应用人ＴＰＯｃＤＮＡ进行质粒ＤＮＡ骨骼肌直接注射于动物体内的基因治疗研究奠定了基础     

代谢工程中基因修饰与基因表达的工具

代谢工程利用重组DNA技术导入定向改造的基因 ,以改进微生物细胞的某些代谢特性 ,已经发展成为一个工业微生物育种和优化发酵过程的强有力工具。基因的修饰与表达是代谢工程的重要组成部分。本文介绍了近年来代谢工程中基因修饰与表达所用的工具方面的进展。     

基因芯片技术在甘蔗研究中的应用进展

基因芯片技术是新生代的生物技术,具有大规模平行处理生命信息的能力.基因芯片具有高通量、并行性、微型化与自动化的特点,因此成为探究功能基因组学最有效的方法之一,已引起全世界广泛的关注和重视,在许多领域得到了广泛的应用.甘蔗是世界上急需研发的重要能源作物,基因芯片对甘蔗研究有重要的意义.本文简介了基因芯片技术的原理和制备过程,并着重阐述了在甘蔗抗旱、抗病、基因表达和miR-NA鉴定方面的应用进展.     

人新基因HBRP基因工程细胞系的建立

在研究牛精浆蛋白 (bovineseminalplasmaproteins ,BSPproteins)及其相关蛋白在受精卵发育过程中的重要作用时 ,在人睾丸组织中发现并克隆了一个与BSP蛋白相关新基因的序列 ,其开放阅读框架 (openreadingframe ,ORF)编码了一个含 2 2 3个氨基酸残基的蛋白质 ,氨基酸序列中含有4个纤连蛋白Ⅱ型结构域 ,与BSP蛋白在结构上有一定的相似性 ,称其为人BSP相关蛋白 (humanBSP relatedprotein ,HBRP) ,并在GenBank注册 ,登录号为AF2 791 4。预测该蛋白是与BSP蛋白功能相关的结合蛋白 ,并已成功地将该基因定位在 1 9号染色体 1区 3带上。为进一步研究该新基因的生物学功能 ,利用重组质粒pEGFP C2 HBRP转染人胚肾HEK2 93细胞 ,通过G41 8筛选出药物抗性克隆 ,建立了稳定的基因工程细胞系 ,为该基因功能的研究奠定了基础 ,对该基因功能的进一步研究有重要的意义 义。     

Synthetic therapeutic gene circuits in mammalian cells

In the emerging field of synthetic biology, scientists are focusing on designing and creating functional devices, systems, and organisms with novel functions by engineering and assembling standardised biological building blocks. The progress of synthetic biology has significantly advanced the design of functional gene networks that can reprogram metabolic activities in mammalian cells and provide new therapeutic opportunities for future gene- and cell-based therapies. In this review, we describe the most recent advances in synthetic mammalian gene networks designed for biomedical applications, including how these synthetic therapeutic gene circuits can be assembled to control signalling networks and applied to treat metabolic disorders, cancer, and immune diseases. We conclude by discussing the various challenges and future prospects of using synthetic mammalian gene networks for disease therapy.     

基因芯片技术在微生物学研究中的应用

近年来,基因芯片技术的诞生使得在一个实验中就可以同时对成千上万个基因进行转录水平的表达和DNA同源性分析成为可能。该项技术已被应用于揭示许多微生物体的转录表达和基因组的差异,随着越来越多的微生物基因组全序列测定的完成,基因芯片正逐渐成为许多微生物学研究领域中的一项常规技术。归纳了该技术在微生物生理,致病性,流行病学,生态,进化,代谢工程及发酵优化等研究中的应用。     

Intrinsic and external noise in an auto-regulatory genetic network

A single gene auto-regulatory network is analysed. The main goal is to investigate the effects of the negative and positive feedbacks on the intrinsic and external noises. The central finding of this paper is that: for the intrinsic noise, both the negative and positive feedback regulations increase the fluctuation strength of mRNA levels (where the fluctuation strength is measured by the Fano factor for both the fluctuations of mRNAs and proteins), and the negative feedback decreases, but the positive feedback increases, the fluctuation strength of proteins; for the external noise, the negative feedback not only increase the fluctuation strength of mRNA levels but also the fluctuation strength of proteins, and though the effect of the positive feedback on the fluctuation strength of mRNA levels depends on the size of positive feedback parameter k, the positive feedback must decrease the fluctuation strength of proteins.