GX开发生物杀虫剂调控系统

从60年代以来商品化使用苏云金芽孢杆菌(BT)生物杀虫剂的事实证实了BT生物杀虫剂的安全性。但GX BioSystems公司(Langhorne,PA)不愿冒这个险。该公司打算利用遗传工程将一种自毁系统植入BT细菌。 该系统为一种活性生防(ABC)系统,由两部分组成:菌体细胞死亡机理和调控致死功能的途径。死亡机制利用了编码一种细菌细胞表面的肽和一种“吞食DNA杀死细胞”的核酸酶的基因。据GX总裁James Sharpe称,由于核酸酶是在遗传材料转入环境之前摧毁细菌DNA,故核酸酶法将在生物杀虫剂中特别有用。GX称,公司已分离出了用于这种死亡系统的基因并且其微量的超表达可有效地杀死细菌。     

黄色粘球菌的运动机制及其多细胞发育调控的研究进展

粘细菌是原核生物中的“高等生物”,具有特殊的运动能力以及类似真核生物的复杂的多细胞发育生活史,其多细胞发育过程的调控一直是粘细菌研究的热点。近年来,许多关于粘细菌研究的新理论、新学说不断涌现,给予粘细菌研究极大的启发。本文综述了模式菌株黄色粘球菌的运动类型、运动机制以及运动的调控系统,并对其多细胞发育过程的信号传递调控模式进行初步阐释,为更深一步的研究粘细菌复杂的生命调控过程奠定基础。     

操纵子模型的提出者——雅各布

雅各布是法国著名细菌遗传学家和分子生物学家,和莫诺于1961年首次提出解释原核生物基因表达调节的操纵子模型,因此与利沃夫分享1965年诺贝尔生理学或医学奖。20世纪50年代末和60年代初,雅各布还先后探索细菌溶源机制、提出并证明mRNA假说、提出复制子模型等。70年代后将研究拓展到真核生物,这些成就极大推动了分子生物学的快速发展。雅各布许多发现被写入教科书,是分子生物学奠基人之一。本文全面介绍雅各布的生平和成就。     

天然免疫系统新成员Akirin的研究进展

天然免疫系统是多细胞动物抵御细菌感染的第一道防线。Akirin是新近发现于果蝇中的天然免疫系统新成员,它在果蝇免疫缺陷(Imd)通路中发挥重要作用。Akirin同源基因广泛存在于从低等多细胞生物到高等脊椎动物中,进化上高度保守。已有的研究表明:Akirin在果蝇Imd通路和脊椎动物TLR通路下游,与NF-κB家族转录因子形成复合物,参与调控免疫相关靶基因的转录,是天然免疫调控机制中不可或缺的转录因子,其过表达或缺失直接影响动物对细菌的防御能力。近年来,Akirin在相关信号通路中的功能研究取得重大进展。该文对Akirin的结构、参与天然免疫的分子调控机制以及基因进化等方面进行综述。     

色氨酸操纵子调控机理详析

色氨酸操纵子是最早被研究的细菌合成代谢调控、基因表达调控的模型之一。其中阻遏蛋白对转录起始的抑制作用、色氨酸作为辅阻遏物的作用以及通过定点突变揭示的弱化作用的分子机制已基本被阐明。此外,色氨酸操纵子RNA结合弱化蛋白、NusA、NusG、TrpY等调节蛋白对细菌色氨酸操纵子弱化作用的调节机制也在近年来得到进一步揭示。特别是在枯草芽孢杆菌中,色氨酸操纵子主要依赖于转录衰减机制调控,包括由色氨酸激活的色氨酸操纵子RNA结合弱化蛋白与新生转录产物结合形成内部终止子,导致5′非翻译区（5′UTR）转录终止。NusA、NusG通过刺激RNA聚合酶在5′UTR的U107和U144位点暂停,释放出RNA聚合酶,最终造成转录终止。不同的是,在U144位点NusA参与的转录弱化机制依赖其发夹结构,且NusA与RNA聚合酶作用促进了RNA结合弱化蛋白与新生转录产物的结合,使转录终止。而NusG是通过与非模板DNA链中的一段富含T碱基序列和RNA聚合酶同时互作,阻止了RNA聚合酶向下游移动,从而引起RNA聚合酶高效停滞。但在细菌操纵子中,绝大多数调节因子参与的弱化机制最终依赖于ρ因子,从而导致多达一半的转录终止事件发生。近年来,随着学科的发展,越来越多关于色氨酸操纵子调节机制新概念被挖掘报道,这也使人类对色氨酸操纵子的表达调控机制的认知愈加详尽。     

乳糖操纵子模型的建立与教学中若干问题的解析

基因结构和表达调控机制是现代生命科学的研究热点和焦点。乳糖操纵子是大肠杆菌(Escherichiacoli)分解代谢乳糖的一簇基因,其基因组成与表达调控方式是最早被阐明的基因结构与调控机制,因而成为微生物学、遗传学和分子生物学等多门专业课程讲解基因调控机制的经典教学案例和要求重点掌握的内容,备受师生们的重视。该知识点虽然结论简单,记忆容易,但由于触及生命结构与功能的核心机制,内涵丰富,逻辑深奥,理解困难。教师要充分发挥该教学案例的效果并非易事,需要深入了解乳糖操纵子的基因结构和工作原理,特别是科学家揭秘这些奥秘的科学背景和思维过程。本文通过回溯大肠杆菌乳糖操纵子发现和表达模式解析的历程,追随J. Monod和F. Jacob等前辈名家的脚印,聆听他们对实验结果的分析,学习他们的科研思想和创新思维,结合乳糖操纵子的DNA序列,深入分析和理解乳糖操纵子表达的若干奇特现象的原因,共同探讨如何充分发挥遗传学和分子生物学经典案例的教学价值。     

真核生物的操纵子

真核生物的操纵子关键词真核生物,线虫,操纵子人们已知,细菌基因是组成操纵子并转录成多顺反子ｍＲＮＡ的,真核生物基因则受各别调控并转录成单顺反子ｍＲＮＡ。但ＴｏｍＢｌｕｍｅｎｔｈａｌ领导的研究组于１９９３年宣称,线虫Ｃａｅｎｅｒｈａｔｄｉｔｉｓｅｌｅｇ...     

葡萄球菌生物被膜的基因调控机制研究进展

摘要:细菌的耐药性问题是目前医学临床面临的严峻问题,其中细菌生物被膜的形成是引起细菌持续性感染的主要致病机制之一。细菌生物被膜的形成过程十分复杂,受多种因子和多基因的共同调控,且不同的因子和基因在生物被膜形成的不同阶段所起的作用不同。本文重点对引起院内感染的主要致病菌葡萄球菌的生物被膜形成的基因调控机制,以及药物抑制葡萄球菌生物被膜的研究现状进行综述,旨在为解决医学临床中存在的细菌感染,研制抗生物被膜药物和疫苗等提供参考。     

乳糖操纵子介导的半乳糖苷酶在转基因动物中的应用前景

细菌的乳糖操纵子可以在哺乳动物中调控基因的表达,修饰阻抑物基因和操纵基因可调控阻抑物诱导能力及其对操纵基因的亲和力,更好的适应高等动物的内环境。半乳糖苷酶对乳糖操纵子系统有正向调控作用,利用乳糖操纵子在转基因动物中可诱导性调控半乳糖苷酶基因的表达,能有效的提高转基因动物利用半乳糖苷、吸收营养物质的能力。以下从乳糖操纵子的结构功能、乳糖阻抑物功能活性的基因调控、操纵基因的功能以及其在哺乳动物的应用现状四个方面,结合半乳糖苷酶的生理功能和其在转基因动物中应用两个方面进行综述,对乳糖操纵子介导的半乳糖苷酶在转基因动物中的应用效果和前景进行了分析探讨。     

细菌抗氧化系统-oxyR调节子研究进展

细菌抗氧化系统是细菌抵抗呼吸作用及环境因素导致的氧化损伤的一套防卫系统.oxyR调节子是最早发现的具有抗氧化作用的系统之一,由OxyR调节蛋白的编码基因oxyR及其调控的基因和操纵子所构成.oxyR调节子参与了细菌的抗氧化作用、抑制自发突变、致病性、铁代谢及外膜蛋白相变等多种生理代谢作用,这些发现促进了该调节子在细菌耐药性以及致突变物质筛查等方面的研究应用.作者主要从细菌oxyR调节子的结构组成、参与的生理代谢作用、OxyR调控转录的分子机制及影响因素等方面结合最新研究成果展开了介绍,以期对开展细菌抗药性研究及致突变物质的筛查等提供参考.     

植物与微生物之间的跨界信号调控

依靠信号分子的交流方式广泛存在于原核生物和真核生物之间,在此交流过程中,相互联络的生物之间产生并释放小分子化合物,从而建立原核生物和真核生物交流的通道,影响彼此基因的表达,这个过程即为跨界信号交流.跨界信号交流广泛发生在病原菌或益生菌与其宿主之间,其产生的生理效应主要取决于特异信号在生物个体中所激发的信号通路.揭示跨界信号调控的信号分子或语言,并阐明其作用机理具有很大的挑战性.已有研究表明,细菌和植物能产生多种多样的信号分子,解析这些信号分子并探讨其作用机理逐渐成为该领域研究热点,其研究成果将有助于发掘新的植物抗病策略,例如,通过干扰跨界信号调控途径而不是直接杀死病原细菌达到抗病的效果;而益生菌中的信号分子的作用机理的研究,也利于农业上的应用.这篇综述总结了植物与细菌之间跨界信号调控的最新研究进展,以及植物相关细菌群体感应系统的LuxR类的转录调控因子在跨界信号调控过程中的作用机制.     

细菌质粒复制的控制机制

通过分析细菌中质粒的存在状态和调控机制的相关研究进展,为研究细菌致病机理、机体免疫防护机制,分析确定菌株的标识基因和标识分子,以及研究质粒表达调控分子机理提供思路,进而为应用基因工程手段构建筛选新的表达载体、研究新型疫苗候选株提供理论基础。     

大肠杆菌色氨酸操纵子的结构与克隆

色氨酸(Trp)具有重要生理活性,是哺乳动物的必需氨基酸之一。Yanofsky小组对大肠杆菌Trp合成酶的研究,首次确证了核苷酸三联密码与多肽链氨基酸的对应关系。Monod等发现大肠杆菌Trp合成酶的合成被培养基中的Trp所抑制,而且过量Trp对邻接的五个Trp基因都起着调节作用,由此提出了Tip基因组成一个操纵子的著名设想。以上两项工作在分子生物学领域具有十分重要的意义,促使人们对Trp操纵子及其基因调控机制进行了更为深入的研究,并试图以基因工程手段获得工业化生产的Trp产生菌。本文尝试对Trp操纵子的结构、基因调控及基因分离的主要研究成果作一简要介绍。     

紫细菌光合机构及光合作用基因的表达调控

紫细菌是研究细菌光合作用的重要生物。介绍了紫细菌光合机构捕光色素蛋白复合体Ⅰ(light-harvesting I)、捕光色素蛋白复合体Ⅱ(light-harvesting II)和光化学反应中心(reaction center)的结构, 并探讨了其光合作用基因的转录调控机制, 重点阐述了PpsR/AppA系统对紫细菌光合作用基因的转录调控。     

双组份系统YvcPQ抑制苏云金芽胞杆菌的芽胞形成

【目的】探究双组份系统YvcPQ影响芽胞形成的机制。【方法】利用β-半乳糖苷酶活性实验验证YvcP对芽胞形成抑制因子KapD的调控作用;通过无痕基因敲除并分别比较突变株与出发菌株的芽胞产率,研究YvcPQ及KapD对芽胞形成的影响;应用细菌单杂交实验、EMSA实验和实时荧光定量PCR技术探究转录调控因子AbrB对yvcPQ操纵子的转录调节。【结果】YvcP可以正调控kapD的表达,从而抑制芽胞形成;yvcPQ不能受YvcP的自调控,而是受AbrB转录激活。【结论】调控因子AbrB能够通过正调控yvcPQ操纵子的转录来提高细胞内YvcP的含量,进而增强YvcP对芽胞形成抑制因子编码基因kapD的表达,最终抑制芽胞的形成。     

调控子和σ因子的级联式调控——原核生物基因调控的一些新概念

从 Watson和 Crick发现DNA双螺旋结构至今,人们对基因本身的结构和组成已有比较深入的了解,因而,分子生物学的研究焦点也开始转移到基因调控方面。本文所要介绍和探讨的就是原核生物基因调控方面的一些新进展和新概念,并将结合自己的研究课题和体会,把重点放在调控子和σ因子的级联式调控方面。图1中,已知的原核生物基因调控单位用模式图。顺反子(cistron),现多用作基因的同义词,是比较早期发现的最简单的调控单位;操纵子(operon)模型是Jacob和Monod 在研究大肠杆菌中控制乳糖代谢的一组基因时,首先发现     

细菌nox基因研究进展

细菌nox基因编码合成一种含核黄素的NADH氧化酶,NADH氧化酶可催化双原子氧还原为H2O2或H2O,同时将NADH氧化为NAD+。该反应发生在多种代谢途径中,从而对细菌的氧化应激、菌膜形成、毒力调控及代谢产物生成等生理生化过程产生一系列影响。目前对高等动植物体中的nox基因及其编码的NADH氧化酶已有较深入的研究,但近年来一些研究表明,细菌nox基因的功能及作用通路与动植物体存在较大差异,因此,有必要详细了解细菌中nox基因和NADH氧化酶的具体作用机制及其对细胞产生的影响。综合分析近年来细菌nox基因及NADH氧化酶的研究成果,结合我们的研究,对目前存在的问题和未来的发展进行综述。     

基于不同氮源培养条件的巴氏芽孢杆菌脲酶功能转录组分析

巴氏芽孢杆菌是源于土壤的革兰氏阳性菌,人们利用其高效的脲酶活性诱导产生碳酸钙的现象开发了多种应用场景.然而,巴氏芽孢杆菌的生物矿化相关代谢机制还不够明确,尤其是对在矿化作用中发挥核心作用的脲酶基因结构、表达调控机制及关联代谢等方面的研究相对较少.当前,巴氏芽孢杆菌应用研究中面临的矿化反应不可控性及不稳定性等问题都源于脲酶代谢机制的研究匮乏.因此,进一步揭示巴氏芽孢杆菌脲酶的基因信息、表达调控机制及相关代谢机理迫在眉睫.本文通过转录组测序,对比了4种培养条件下巴氏芽孢杆菌的生长情况和基因表达情况,解析了脲酶的代谢机制,结果进一步证明ATP合成与脲酶表达及尿素水解相关联,最终预测了脲酶的双操纵子结构.     

生物钟机制研究进展

由生物体内源性生物钟所产生的昼夜节律是近年来生命科学的研究热点之一。几种模型生物（蓝细菌、脉孢菌、拟南芥、果蝇、小鼠）的生物钟相关基因相继被克隆和鉴定,为理解昼夜节律的分子机制奠定了基础。振荡器蛋白对其编码基因的负反馈调控可能是不同生物的生物运作普遍机制,在此基础上,不同生物有不尽相同的调控方式;隐色素可能是高等生物的共同生物钟光受体。     

紫细菌光合机构及光合作用基因的表达调控

紫细菌是研究细菌光合作用的重要生物.介绍了紫细菌光合机构捕光色素蛋白复合体Ⅰ(light-harvestingⅠ)、捕光色素蛋白复合体Ⅱ(1ight-harvesting Ⅱ)和光化学反应中心(reaction center)的结构,并探讨了其光合作用基因的转录调控机制,重点阐述了PpsR/AppA系统对紫细菌光合作用基因的转录调控.