极端嗜热古菌尿嘧啶DNA糖苷酶的研究进展

高温会加快碱基脱氨基反应形成损伤碱基的速率,进一步对脱氨基的碱基进行复制会导致突变。因此,极端嗜热古菌基因组的稳定性面临着其生存高温环境的挑战。胞嘧啶脱氨基形成尿嘧啶,是常见的脱碱基类型,复制DNA中尿嘧啶会造成GC→AT的突变。尿嘧啶DNA糖苷酶(Uracil DNA glycosylase,UDG)是修复DNA中尿嘧啶的关键酶。基于识别底物的特异性,UDG分为6个家族,广泛分布在细菌、古菌、真核生物以及一些病毒中。基因组序列显示,极端嗜热古菌至少编码一种UDG。目前,对于细菌和真核生物的UDG已进行了大量的研究,但是关于极端嗜热古菌UDG的研究相对较少,尚处于初期阶段。本文综述了极端嗜热古菌UDG的研究进展,并对今后的研究提出了展望。     

超嗜热古菌基因组的热稳定性

超嗜热古菌能够生活在80℃以上的高温环境中,它们的耐热性已经成为当前研究的热点之一。以往对超嗜热菌的认识多集中于蛋白质的耐热性,而很少有关于基因组热稳定性的综述文章。综述了当前对超嗜热古菌的基因组稳定性以及DNA损伤识别机制的研究进展,以期更好地了解超嗜热古菌的耐热机制。     

太空嗜极微生物研究进展

曾经报道在-198℃和 160℃环境下不怕阳光和冰冷而维持生存的硅酸盐细菌,它们算是一类兼性极端嗜冷、嗜热细菌。近有报道,俄罗斯研究人员发现某些微生物在太空中100℃~-100℃极端温度条件下长时间存活,不仅具耐热能力,而且在-100℃亦可生存。2005年做过一种实验,在空间站的外表     

地微生物学研究热点之一

地球表层或地球内部的一切极端环境中生存微生物是一个潜在的资源宝库。曾报道在温泉、深海热液出口交接处有嗜热细菌的存在,源于这些细菌含有很强的嗜极酶、如耐热酶、蛋白质及其他细胞组分,有些嗜热酶进入实用化,商品化。有的嗜热细菌全部基因组测序工作的完成,对嗜极酶基因组的研究与探索以及对嗜热菌适应极端环境的生存和繁衍与分子机制的研究有重要价值。这是深海火山口嗜热微生物研发的一个热点,也是地微生物学研究的新领域。英国“自然”(2005．元月)报道,地中海深处含盐量极高的4个盐盆地区,有一群活着的微生物,该地区水的含盐量极高,比酱油成2倍,这些微生物照样维持它们的生命活动。     

嗜水气单胞菌中类组蛋白HupB生理功能的研究北大核心

【目的】DNA结合蛋白HU蛋白是一类组蛋白样蛋白,其参与细菌DNA的重组与修复,在细菌的转录调控中发挥重要作用,但目前该蛋白对细菌生理功能的影响尚不完全清楚。为了更好地理解HU蛋白,本研究探讨HupB的生理功能。【方法】以嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)ATCC7966为研究材料,利用同源重组技术构建编码HU蛋白β亚基的hupB基因缺失菌株,并对其常见生理表型进行测定。【结果】hupB基因缺失菌株的溶血性、胞外蛋白酶活性和运动性均显著增强,而生物被膜形成能力显著下降,并且ΔhupB::hupB菌株中生物被膜形成能力恢复。进一步利用基于label-free的定量蛋白质组学技术比较了野生株和ΔhupB突变株的差异表达蛋白,发现235个蛋白表达上升,224个蛋白表达下降。生物信息学分析显示hupB敲除后导致蛋白质翻译、生物被膜生成以及信号转导等多个生物过程相关蛋白表达发生变化。【结论】研究结果表明嗜水气单胞菌HupB蛋白能显著影响细菌生物被膜形成能力,以上研究为更好地探究嗜水气单胞菌HupB蛋白对细菌生理功能的调控机制提供理论基础。     

嗜热微生物及在高温生物冶金过程中的应用

嗜热微生物包括中度嗜热微生物和极端嗜热微生物,主要栖息于热泉、火山口、海底热液喷口、高温反应器以及工厂高温废水排放区等自然或人为产生的高温环境中。它们可以生活在40-80°C、甚至更高的温度中,其中有些具备嗜酸性及特殊的代谢类型,在高温生物冶金过程中具有应用潜力。高温生物冶金较传统中温生物冶金更具优势,其能浸出某些难处理矿、解决浸矿过程的钝化问题,以及提高浸出效率等,目前已引起了生物冶金工业的重视。本文概述了应用于生物冶金的主要嗜热微生物的生理特点、耐热机制以及对铁、铜和砷等离子的耐受机制,进一步介绍了嗜热微生物在高温生物冶金中的发展及应用。     

一种喜温酶能加速DNA定序

Cetus公司的一些研究人员已注意到一些能在天然温泉水中生长的异常细菌,并从中发现有一种耐热酶可以改进其一项新的DNA扩增技术。这项技术有希望对艾滋病(AIDS)和其它一些疾病作出更好的DNA探针诊断。DNA扩增技术需要一系列重复循环。每次循环中都有一步需要高温,因高温能使需要反应的DNA聚合酶试剂失活。所以,每次循环都必须添加额外的DNA聚合酶。利用一种喜温水生栖热菌(Thermus aquaticus)的耐热DNA聚合酶     

极端嗜热古菌DNA修复核酸内切酶的研究进展

极端嗜热古菌由于生活在高温环境,其基因组DNA面临着严重的挑战,因此,它们如何维持其基因组稳定是本研究领域最为关注的科学问题之一。极端嗜热古菌具有与常温微生物相似的自发突变频率,暗示着它们比常温微生物具有更加有效的DNA修复体系进行修复高温所造成的基因组DNA损伤。目前,极端嗜热古菌DNA修复的分子机制尚不清楚。核酸内切酶在DNA修复途径中发挥着重要的作用。基因组序列显示极端嗜热古菌编码多种DNA修复核酸内切酶,但是其研究尚处于初期阶段。本文综述了极端嗜热古菌DNA修复核酸内切酶Nuc S、Endo V、Endo Q、XPF和Hjc的研究进展,并对今后的研究提出了展望。     

嗜热脂肪芽孢杆菌质粒的分离

从堆肥和污泥中分离到一批抗药性高温细菌,经电泳检查,发现6株高温细菌细胞中有质粒存在。其中,嗜热脂肪芽孢杆菌T653的细胞DNA提取液电泳图谱上,有三条非染色体DNA条带,用电镜直接观察,证明它们是T653细胞中的三个质粒。测得两个较小质粒的分子量分别为3.6×10~6和45×10~6道尔顿。研究了嗜热脂肪芽孢杆的T653的温度生长条件与其细胞中质粒的关系。T653细胞中三个质粒的明确功能有待进一步探讨。     

超嗜热古菌整合性遗传元件的研究进展

细菌中整合性遗传元件与DNA修饰和防御、毒力因子传播以及次级代谢等生理功能存在关联,而相关研究在超嗜热古菌中尚处于起步阶段。本文综述了超嗜热古菌中整合性病毒、质粒及基因组岛等整合性遗传元件的分类、整合及维持机制。展示了整合性遗传元件参与的水平基因转移过程在超嗜热古菌基因组演化中扮演的重要角色。整合性遗传元件相关功能基因组学研究为理解超嗜热古菌的多样性及其环境适应性机制提供了新的视角。     

四种嗜热真菌的分离与鉴定

目的:在对嗜热真菌的资源调查中,分离到嗜热真菌20株。方法:通过形态学比较研究并结合分子分析方法。结果:鉴定出嗜热真菌4种,即杜邦青霉Penicillium dupontii、疏绵状嗜热丝孢菌Thermomyceslanuginosus、嗜热子囊菌Thermoascus aurantiacus、嗜热革节孢Scytalidium thermophilum。此外,还分离到耐热真菌1种,鉴定为不规则头梗霉Cephaliophora irregularis,为中国新记录种。结论:这些研究结果新增了嗜热真菌在中国的分布记载,丰富了我国西南地区嗜热真菌的菌种资源库,另外对分离获得的嗜热真菌进行木聚糖酶活性测试,发现嗜热子囊菌为高产木聚糖酶活力的菌株。     

不同能源条件下中度嗜热嗜酸细菌多样性分析

采用黄铁矿、黄铜矿、硫酸亚铁和硫粉混合物作为主要能源物质在50°C条件下分别培养中度嗜热细菌混合物,研究其细菌多样性。提取细菌基因组总DNA,采用PCR结合限制性酶切片段多态性分析(RFLP)方法进行细菌16SrRNA基因的系统发育分析,比较不同能源条件下富集培养的混合细菌群落构成的差异。从3个培养物中共获得阳性克隆303个并进行RFLP分析,对29种不同酶切谱型的克隆插入序列进行测定和系统发育分析。大部分序列与已报道的浸矿微生物16SrRNA序列相似性较高(89.1%~99.7%),归属于硫化叶菌属的耐温氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermotolerans)和热氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans),嗜酸硫杆菌属的喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus),钩端螺旋菌属的嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillumferriphilum)以及unculturedforest soil bacterium、uncultured proteobacterium。其中Acidithiobacillus caldus,Sulfobacillus thermotolerans,Leptospirillumferriphilum3种细菌为三类能源物质培养物中的优势细菌类群。L.ferriphilum在黄铁矿培养体系(53.8%)和硫酸亚铁和硫粉为能源的培养体系中(45.9%)中丰度最高;在以黄铜矿为能源物质的培养体系中,S.thermotolerans的比例大幅上升(70.1%)。关键词:中度嗜热细菌;生物多样性;生物浸矿;喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus);耐温氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermotolerans);嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillumferriphilum)     

极端嗜热古菌核酸内切酶Ⅲ的研究进展

胸腺嘧啶乙二醇(thymine glycol,Tg)是常见的氧化性DNA损伤碱基之一。DNA中的Tg能够分别阻止DNA聚合酶和RNA聚合酶进行DNA复制和转录,导致相应的生物学过程终止,进而会引起细胞的死亡,因此DNA中的Tg需要被修复。核酸内切酶Ⅲ(endonuclease Ⅲ,EndoⅢ)是一种双功能DNA糖苷酶,能够切除DNA中的Tg,从而启动碱基切除修复途径进行修复DNA中的Tg。细菌、古菌和真核生物的基因组序列中均存在有EndoⅢ蛋白的编码基因。目前,源自于细菌和真核生物的EndoⅢ已有较多的研究,而古菌EndoⅢ的研究相对较少。基于目前已有的极端嗜热古菌EndoⅢ的研究报道,本文综述了极端嗜热古菌EndoⅢ的研究进展,并展望了今后的研究方向。     

极端嗜热古菌8oxoG DNA糖苷酶的研究进展

7,8二氢-8-氧鸟嘌呤(7,8-dihydro-8-oxoguanine,8oxoG)是一种常见的DNA损伤碱基。由于8oxoG能够与腺嘌呤配对,在DNA中的8oxoG被修复之前进行复制,DNA将会产生GC→TA的突变,从而造成基因组的不稳定。目前,碱基切除修复(Base excision repair,BER)是修复DNA中8oxoG的经典途径,其中8oxoGDNA糖苷酶(8-oxoguanineDNAglycosylases,OGG)是启动BER途径的关键酶。研究发现,OGG能够识别和切除DNA中的8oxoG,从而阻止细胞内GC→TA突变的积累。目前,OGG分为3个家族:OGG1、OGG2和AGOG (archaeal 8oxoG DNA glycosylase),广泛分布于细菌、古菌和真核生物。古菌基因组的序列表明,它们至少编码一种OGG。目前,对源自细菌和真核生物的OGG已进行了大量的研究,但是关于极端嗜热古菌OGG的研究相对较少,尚处于初期阶段。本文综述了极端嗜热古菌OGG的研究进展,并对今后的研究提出了展望。     

超嗜热古菌Sulfolobus tokodaii RadA蛋白的克隆表达及 其辐射可诱导性

RecA/Rad51/RadA家族蛋白是细胞内重要的重组修复蛋白,在功能上非常保守.研究发现在细菌、真核生物、甲烷古菌和嗜盐古菌细胞内RecA/Rad51/RadA均可以受紫外线辐射诱导转录.而对极端嗜热古菌中的RadA辐射可诱导性仍存在争议.通过体外表达极端嗜热古菌Sulfolobus tokodaii的RadA蛋白,制备抗体,利用免疫学方法并结合RT-PCR分析,对嗜热古菌S.tokodaii中RadA的辐射诱导进行了研究.经过100J/m2和200J/m2 UV辐照处理,radA基因的转录分别上调了2倍和3倍,同时RadA蛋白的表达分别上升了1.5倍和1倍.实验结果表明S.tokodaii中RadA可以被紫外线辐射诱导表达,证实了极端嗜热古菌S.tokodaii细胞中存在DNA损伤诱导反应的观点.     

嗜热细菌

长期以来人们一直对嗜热菌注以极大兴趣,对嗜热菌的研究无论在理论上或在商业应用上都有极大意义。本文在大量有关嗜热细菌的最新文献的基础上,讨论了嗜热真细菌和嗜热古细菌的主要特性及其差别,并对嗜热细菌的多样性,生态学和进化进行了概括论述。     

一株新分离巴氏杆菌的初步鉴定

对清洁级昆明小鼠常规监测中分离的一株可疑嗜肺巴氏杆菌进行了有关遗传学和生物表型特征的检定。该菌形态学及一般培养特性与嗜肺巴氏杆菌相似 ,与嗜肺巴氏杆菌参考血清发生凝集反应 ,生化试验不符合嗜肺巴氏杆菌典型特征 ,染色体DNA的G -Cmol%测定不能排除巴斯德氏菌属细菌的可能 ,进一步生化检定不符合国外报道的嗜肺巴氏杆菌Jawetz和Hey 1 .2个生物型 ,但与国外报道的Pasteurella .sp组细菌相似。     

嗜热真菌DSM10635生产耐热木聚糖酶的小试研究

应用嗜热真菌Thermomyces lanuginosus DSM10635,采用固体发酵的方法探索耐热木聚糖酶的优化生产条件。在研究玉米芯,玉米皮,玉米秆,麸皮,松树屑,桦树屑等不同底物,在不同温度、玉米芯颗粒大小以及料水比条件下培养比较酶产量后,发现该嗜热真菌产耐热木聚糖酶的最佳底物为玉米芯或玉米皮,最佳培养温度为50℃--55℃,在加水量为1份玉米芯：2．8份水,玉米芯的颗粒直径大约为1mm时产酶量最高。实验结果显示,嗜热真菌DSM10635在优化后的培养条件下木聚糖酶产量可达到12525．80IU／g玉米芯。     

质粒的简介

<正> 一、细菌染色体 原核细胞如一般称为细菌的单细胞生物,在显微镜下观察时,虽然有核样物质存在,但不象真核细胞(高等生物细胞)那样,在核与细胞质之间存在着清楚的核膜。另外,真核细胞在分裂时,出现由DNA遗传基因凝缩而形成的具有特殊结构的染色体。而原核细胞则看不到类似结构。但在原核细胞中可以看到链状排列的基因连锁,如大肠菌、沙门氏菌、枯草菌等就存在着单一的环状连锁。近来,随着核酸技术的发展,已证明这种DNA是一个环状分子。遗传基因的排列和DNA的构造相对应。在真核细胞的形态学研究中,已经发现了遗传基因的排列与染色体横的构造相对应。因此染色体     

铜绿假单胞菌中S型绿脓杆菌素与荧光嗜铁素的功能协同性分析

在铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)中,S型绿脓杆菌素S2和S4与细菌中的铁载体荧光嗜铁素(pyoverdine)使用相同的摄取通道,表明二者之间存在某些联系。本研究表征了细菌中3个S型绿脓杆菌素(Pys2、PA3866、PyoS5)的单细菌基因表达分布,并研究了S2型绿脓杆菌素对细菌摄取荧光嗜铁素的影响。结果表明,在DNA损伤压力下,S型绿脓杆菌素基因的表达在细菌种群中呈现出高度分化,外源加入S2型绿脓杆菌素会减少细菌对荧光嗜铁素的摄取,因此S2型绿脓杆菌素的存在会阻止不合成荧光嗜铁素的“欺骗者”摄取环境中荧光嗜铁素,进而减弱其对活性氧(reactive oxygen species,ROS)压力的抵抗能力。另外我们发现,在细菌中过表达SOS响应(SOS response)调节因子PrtN时,荧光嗜铁素相关合成基因的表达量显著降低,进而导致荧光嗜铁素的总合成量和外分泌量显著降低。以上结果表明细菌中SOS压力响应系统与铁摄取系统的功能是存在相互联系的。