昆虫专性内共生细菌及其基因组研究进展

昆虫专性内共生细菌是一类与宿主昆虫长期协同进化的共生微生物,在许多昆虫体内均有发现,主要存在于昆虫特化的器官(含菌体)内,以垂直传播的方式由母系遗传。专性内共生细菌与昆虫的生存、繁殖以及进化等方面息息相关,其主要功能是为宿主提供必需氨基酸等营养物质。因其长期生活在宿主细胞内处于封闭的高营养的环境中,其基因组的特征与普通细菌基因组有很大区别,包括基因组大小、GC含量、基因缺失等方面。通过对共生细菌基因水平上的深入研究,有助于理解专性内共生细菌在宿主昆虫协同进化过程中的作用。目前,昆虫内共生细菌基因的生物学功能、内共生细菌之间以及内共生细菌与宿主之间的互作机制还不是很清楚,有待进一步的研究和探索。     

细菌的氧化应激及基因表达调控

细菌受到氧化胁迫时,在细胞内形成氧化伤害并作为一种生理信号激活特定的调控子,诱导某些具有抗氧化作用的蛋白质从而保护自身.其中最为重要的是两种氧化还原应答转录因子SoxR和OxyR调控子.前者是MerR家族成员,含有铁硫中心,在细胞内以二聚体的形式存在,在感受到氧化剂刺激后激活SoxS基因的表达,形成SoxRS调控子,从而激活一系列抗氧化基因的表达;后者是LysR蛋白家族成员,在细胞内以四聚体的形式存在,舍有一对半胱胺酸残基,能被H2O2氧化形成二硫键,激活下游基因的表达.     

百合组织中细胞内生菌的分布与传播

在百合鳞茎、根、地上茎、叶和花蕾组织细胞中观察到细菌的分布。但各组织器官之间、细胞内所含细菌的数量差异很大。鳞茎组织细胞内含菌量最多。同一鳞茎,外围鳞片细胞内含菌量高于内侧。生长锥顶端分生组织细胞内未观察到细菌的分布。在生长锥中部有少量细菌出现,而基部则含有较多的细菌。百合鳞茎最外一层鳞片的外表皮中,细胞内有许多呈树丛状分布的类似侵染线的管状结构,它们与细胞壁发生联系,推测这些细菌可能是外源的。细菌随着植株的生长发育,由已成熟的含菌细胞向幼嫩的不含菌细胞中传播。细菌在细胞之间的传播可能是通过细胞壁上纹孔间的胞间连丝孔道。     

趋磁性细菌的研究与应用现状

趋磁性细菌是一类能够沿着磁力线运动的特殊细菌 ,其细胞内含有对磁场具有敏感性的磁小体 ,它起了导向的作用。国内外已对其分离培养、菌体特性、基因遗传等方面进行了大量研究 ,并探讨了其在传感技术、临床医药、废水处理等多方面的应用 ,大大推动了人类在生物磁学领域的研究进展。     

细菌抗汞分子机制与进化的研究及应用*

微生物中存在一类抗汞细菌,操纵子Mer中的MerRTPA参与细菌抗汞的调控、转运及还原。汞通过MerTP所表达的蛋白由细胞外转运至细胞内,经还原酶MerA将其还原为毒性小的可挥发的金属汞。细菌抗汞基因的形成有着古老的起源,基因间的整合、转移进化形成了Mer操纵子结构与功能的多样性。抗汞细菌对汞的吸附具有高选择性及专一性,可利用此特性对汞污染环境进行修复,也可作为分子遗传操作中稳定的抗性筛选标记。     

趋磁性细菌的研究与应用现状

趋磁性细菌是一类能够沿着磁力线运动的特殊细菌,其细胞内含有对磁场具有敏感性的磁小体,它起了导向的作用。国内外已对其分离培养、菌体特性、基因遗传等方面进行了大量研究,并探讨了其在传感技术、临床医药、废水处理等多方面的应用,大大推动了人类在生物磁学领域的研究进展。     

细菌抗汞分子机制与进化的研究及应用

微生物中存在一类抗汞细菌,操纵子Mer中的MerRTPA参与细菌抗汞的调控、转运及还原。汞通过MerTP所表达的蛋白由细胞外转运至细胞内,经还原酶MerA将其还原为毒性小的可挥发的金属汞。细菌抗汞基因的形成有着古老的起源,基因间的整合、转移进化形成了Mer操纵子结构与功能的多样性。抗汞细菌对汞的吸附具有高选择性及专一性,可利用此特性对汞污染环境进行修复,也可作为分子遗传操作中稳定的抗性筛选标记。     

基因分子扩增的操作方法

<正> 人们对大肠杆菌和某些病毒基因的结构、组成和机能的了解,远比对高等动物清楚的多。这主要是由于细菌和病毒的基因组比较简单,而且现有的对较小的DNA片段的精确的基因操作法还只能用于细菌和病毒的缘故。目前对选定的基因,不管其来源为何,都能使其在大肠杆菌中保存。而欲将这种基因方法,推广至其它机体,则由于许多原因,到目前为止,还是不可能的。 不同种间基因信息的交换,存在着许多障碍。从定义上讲,交配(mating)只限于在高等动物同种之间才能实现。而转化(t-ransformation),指把DNA分子从外界环境中引入细胞内的现象,则在一些不同种的细菌之间是很常见的。但许多细菌,包括大肠杆菌,在正常情况下并不进行转化。如     

烟草乙烯受体研究进展(综述)

对近几年有关烟草乙烯受体基因研究的最新进展作简要介绍,并就今后该领域的研究方向进行探讨。已知烟草乙烯受体家族至少包括NtETR1、NtERS1、NTHK1和NTHK2等4种基因,其中NTHK1和NTHK2同源且有相似结构,两者的激酶活性与细菌双组分调节系统非常相似,激酶活性需要一些二价阳离子的参与。烟草乙烯受体在细胞内的作用位点还缺少研究。     

结核分枝杆菌脂蛋白Rv1016c增强细菌成膜能力和抑制自噬

目的研究结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb)脂蛋白Rv1016c在Mtb感染和结核病发病中的作用和机制。方法将Mtb脂蛋白Rv1016c基因导入野生耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis, MS)构建重组菌株MS-Rv1016c,比较脂蛋白Rv1016c对菌体生长、成膜能力、细菌聚集、毒力等方面的影响,评估重组菌株MS-Rv1016c对自噬的影响。结果 Rv1016c基因的导入,因过表达脂蛋白使得MS的菌落变大、褶皱增加,使菌体聚集度降低,使细菌成膜速度加快、生物被膜产量增加;Rv1016c显著抑制巨噬细胞自噬,促进细菌在细胞内持留。结论 Rv1016c能够促进MS生物被膜形成,抑制细胞自噬,增强细菌毒力。为研究脂蛋白在Mtb致病机理中的作用提供理论依据。     

植物内生细菌的研究

植物内生细菌是能够定殖在植物细胞间隙或细胞内,并与寄主植物建立和谐联合关系的一类微生物I’］。自本世纪初开始,人们不断地从植物的根、叶、甚至茎和种子上分离并鉴定出多种微生物,但其在寄主植物中的生物学作用却未能引起研究者的重视。近年来,由于一些研究结果表明内生细菌能够作为外源基因的载体,又具有植物保护剂的功能,可以产生植物促生物质或可作为联合固氮菌剂,由此有关内生细菌的研究才引起植物学家和微生物学家的兴趣。l植物内生细菌的研究现状有关植物内生细菌的研究主要涉及两方面的内容：（l）生态学研究：内生细菌…     

带GFP标记嗜肺军团菌的构建和在细胞感染中的应用

【目的】为能实时直观了解嗜肺军团菌感染细胞的过程,研究细菌在细胞内的变化及其与宿主细胞间的相互作用关系。【方法】通过基因敲除、克隆回补等重组构建绿色荧光蛋白(GFP)稳定高表达的嗜肺军团菌株,利用该菌株建立小鼠巨噬细胞Raw264.7的感染模型。【结果】通过荧光显微镜可实时观察细菌感染细胞的全过程,包括细菌在细胞内的形态变化、增殖和裂解宿主细胞等。【结论】重组菌可替代野生菌株在细胞感染中应用,为直观研究嗜肺军团菌与被感染细胞之间的相互作用关系,以及进行相关药物模型的制备、药物筛选、耐药机制研究等提供了新的手段。     

细菌素编码基因的定位分析

细菌素生物合成相关的基因经常成簇出现:结构基因、对自身产生免疫的基因及产生辅助蛋白质的基因组成操纵子结构,其中结构基因是细菌素编码基因,它可能在质粒上也可能在染色体上,为了初步定位细菌素编码基因是在质粒上还是染色体上,综述细菌素编码基因的初步定位方法,为深入研究细菌素提供依据。     

单增李斯特菌末端氧化酶亚基QoxB的生物学功能探究

【目的】本研究旨在构建单增李斯特菌末端细胞色素aa3氧化酶亚基qoxB基因缺失株,并探索其在细菌生长及感染过程中发挥的生物学功能。【方法】利用同源重组方法构建获得缺失株ΔqoxB后,对野生株EGD-e和缺失株ΔqoxB的生长能力、细菌运动能力和细胞内黏附、侵袭、增殖及胞内迁移能力进行比较,同时利用荧光定量PCR方法检测ΔqoxB中鞭毛相关基因转录水平的变化。【结果】缺失qoxB基因后细菌在体外培养过程中生长能力没有差异,细菌的鞭毛运动能力显著降低,在30℃培养24 h和48 h后ΔqoxB运动圈直径分别较EGD-e下降35.86%和34.20%,且22个鞭毛相关基因转录水平显著降低。通过细胞感染试验发现缺失qoxB基因后细胞黏附、侵袭、增殖及胞内迁移能力均显著下降。【结论】本研究首次证实末端氧化酶亚基QoxB能降低单增李斯特菌的运动能力和对细胞的感染能力,此研究为进一步阐明末端细胞色素氧化酶影响单增李斯特菌的致病机制提供重要依据。     

一种新的氨基糖苷类耐药决定因子：质粒介导的16S rRNA甲基化酶

氨基糖苷类抗生素在治疗革兰阳性和阴性细菌引起的危重感染中起着重要的作用。该抗生素通过与细菌30S 核糖体亚基的16S rRNA 的A 位点结合而阻碍蛋白质的合成。耐该类抗生素的机制主要包括产氨基糖苷修饰酶、作用靶位改变、膜通透性降低和外排系统导致的细胞内药物浓度降低。质粒介导的16S rRNA甲基化酶是近年来新发现的一种耐药决定因子, 可导致4, 6-二取代基-脱氧链霉胺类氨基糖苷类高水平耐药。该类甲基化酶编码基因常位于细菌特异性重组系统中( 如转座子) , 使得其可在细菌不同种属间广泛传播。在致病性革兰阴性菌中发现的甲基化酶基因的G+C含量与其推测的起源菌——放线菌中的G + C 含量存在较大差异, 因此其真正的起源有待进一步研究。由于16S rRNA 甲基化酶在临床上的重要性, 为引起医务人员的重视, 本文就其耐药机制、分类、基因背景以及流行病学特征等方面的研究进展作一综述。     

致病菌与宿主相互作用中sRNA的调控作用

sRNA在细菌的生命过程中发挥重要调控作用,可以调节自身基因改变新陈代谢,在不利的宿主环境(pH、温度、氧化物等)中生存下来,而且越来越多证据表明sRNA在与宿主细胞相互作用中,能够直接影响宿主基因表达,尤其是免疫基因,降低宿主免疫反应,改变宿主细胞内环境,最终破坏宿主细胞,引起疾病的发生。但目前致病菌sRNA与宿主相互作用的研究仍处在初级阶段,还没有相关系统综述。现结合国内外最新研究前沿以及实验室相关研究工作,详细论述sRNA在与宿主相互作用中的具体调控方式,为细菌sRNA进一步研究提供有益帮助。     

日本三菱化学公司研究出一种从大肠杆菌中提取基因产物的新技术

日本三菱化学公司和名古屋大学的科学家一起,共同研究出一种从大肠杆菌(E.coli)提取基因重组产物的新技术。迄今,在使用大肠杆菌的遗传重组中的一个严重缺点是细菌细胞具有把外来翻译产物贮存在细胞内的习性。新方法可以克服这一缺点,该方法是将所需产物的外来基因与E.coli的编码细胞表面膜蛋白质的基因连接起来,该产物被分泌到细胞外,因此大大促进产物的分     

基因芯片技术在病原细菌检测中的应用

基因芯片技术具有快速、高通量、平行化等优点,在病原细菌检测中有广泛的应用前景,选择细菌适宜的靶基因是芯片制备的关键之一。用细菌核糖体基因做靶基因的芯片技术,虽然应用广泛,但仍存在一些不足,随着基因组信息及基因功能的深入研究,包括毒力基因、耐药基因等具有较好种属特异性的细菌基因不断被发现,为芯片技术检测病原细菌提供了更多特异的靶基因,使检测结果更加灵敏、准确,在病原细菌研究中将发挥更大的作用。     

Nramp基因家族及其功能

Ｎｒａｍｐ基因家族首先在动物中发现并得以克隆。小鼠 (Ｍｕｓｍｕｓｃｕｌｕｓ)对细胞内病原微生物侵染所具有的抗性或敏感性是受 1号染色体上显性基因Ｂｃｇ、Ｉｔｙ或Ｌｓｈ控制的[1] ,由此将该类基因命名为Ｎｒａｍｐ(ｎａｔｕｒａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｍａｃｒｏｐｈａｇｅｐｒｏｔｅｉｎ)基因[2 ] 。编码Ｎｒａｍｐ这一膜整合蛋白家族的基因 ,在植物、真菌乃至细菌中也得以克隆。对其功能的分析表明 ,该家族基因可能通过转运金属离子而使生物体产生抵抗病菌侵染的能力。目前 ,国内还未见到有关Ｎｒａｍｐ基因…     

细菌多元基因编辑技术研究进展及其在合成生物学中的应用

多元基因编辑技术是指通过一次实验操作在同一个细胞内完成多个靶位点基因编辑的技术。高通量化是基因编辑技术发展的重要方向,而多元基因编辑的出现与发展是实现高通量基因编辑的重要中间过程。目前,细菌中多元基因编辑技术主要有三种形式并行发展,分别是基于迭代编辑、基于CRISPR/Cas9等新基因编辑工具、基于大片段基因合成组装的多元基因编辑技术。综述了3种类型的多元基因编辑技术的原理和发展,以及多元基因编辑技术在微生物合成生物学中的广泛应用前景,讨论了目前多元基因编辑技术存在的问题,并展望了多元基因编辑技术进一步实现高通量化的发展方向。