质粒的复制特性和整合后在发动大肠杆菌染色体复制中对recA基因的依赖性的研究

大肠杆菌的温度敏感的DNA复制发动突变型dnaA46在42℃中不能生长而形成菌落,质粒或噬菌体的整合使它能生长。前文[2]报道了F质粒整合后所发动的染色体复制依赖于recA基因。本文报道5种质粒和2种噬菌体整合后所发动的染色体复制对recA基因的依赖性的研究结果。实验结果说明,依赖与否和它们在游离状态中复制方向无关,从而否定了recA基因的作用是把质粒或噬菌体的游离状态的单向复制发动机构改变为整合状态的双向复制发动饥构这一假设。     

大肠杆菌中整合的F′质粒带动细菌染色体复制需要recA基因

大肠杆菌的dnaA46突变能被F′质粒整合抑制。整合抑制的菌林(Sin菌株)在通过转导引入了recA56突变后又变得不能在40℃中生长。标记转移、吖啶橙敏感性,F′质粒消除和mini-染色体质粒转化等实验说明,Sin菌株中F′质粒始终处于整合状态,并且在40℃中细菌染色体的复制由整合状态的F′质粒所带动。比较了Sin recA~ 和Sin recA~-菌株在不同温度中的DNA、蛋白质的生物合成情况。实验结果说明recA基因在DNA复制过程中起作用。前人的工作证明了recA基因在DNA重组和DHA损伤应急修复(SOS)过程中是一个关键的基因。本文的工作为recA基因的功能提供了新的认识。     

带有特定染色体片段的mini-F质粒所发动的染色体复制对于recA基因的依赖性

构建了一些带有大肠杆菌的特定染色体片段的mini-F质粒,使它们通过同源重组整合在dnaA46细菌的染色体的预定位置上,然后测定整合抑制菌株(sin)在40℃中染色体复制对recA基因的依赖性。实验结果说明,Sin菌株对recA基因的依赖性决定在质粒的整合位置。整合在oriC近旁的Sin菌株不依赖于recA基因;整合在oriC和terC中间的只在丰富培养基上是依赖的;整合在rerC附近的在不丰富的培养基上也依赖于recA基因。     

带有IS1的mini—F质粒所发动的染色体复制对于recA基因的依赖性

我们曾报道整合的F′质粒所发动的大肠杆菌染色体复制依赖于recA基因,而整合的F质粒则不。构建带有IS1的mini-F质粒,它们的复制起点分别来自F或F′质粒。这些质粒的整合抑制菌株中都有约20％是recA依赖的,不管这一mini-F质粒的复制起点来自F或F′质粒,也不管这一质粒在游离状态中的复制方向是单向或双向。实验结果说明,质粒的整合位置是决定由整合质粒所发动的染色体复制对recA基因的依赖性的主要因素。     

大肠杆菌中整合状态的F′质粒复制起点的克隆和分析

用标记获救法克隆了整合状态的F′质粒的复制起点,证明了由这一复制起点构成的mini-F质粒在不亲和性和对吖啶橙的敏感性方面和自主状态的F′质粒都没有不同。对这一复制起点和来自自主状态的F质粒的复制起点进行了亚克隆,并作限制性内切酶酶切分析比较,没有发现两者在结构上有差异。本文的结果提示,F质粒和F′质粒在发动染色体复制中对recA基因的依赖性的不同,可能与质粒整合在染色体上的位置不同有关。     

recA基因通过同源重组途径参与由整合质粒发动的大肠杆菌染色体复制

我们在前文中报道由整合的F'质粒所发动的大肠杆菌染色体的复制依赖于recA基因。本文报道有关recA、recB、recC以及lexA等在染色体复制中的作用,实验结果说明,recA基因通过同源重组途径而不是通过SOS途径参与复制,而且recA基因和Chi热点无关。实验结果还说明,RecBC酶的依赖于ATP的双链DNA外切核酸酶活性和recA基因的作用无关。     

质粒在大肠杆菌对噬菌体抗性中的作用

The introduction of the ColV, I-K94 or R124 plasmid into Escherichia coli K12 resulted in resistance to certain phages. Derivatives of E. coli carrying the plasmid R124 and ColV, I-K94 were resistance to the phages T4, Mel comparing with the plasmid-free parent and the plasmid ColV, I-K94 conferred resistance to the phage Tull*. It suggested that an envelope change caused by the plasmids might be responsible for the resistance because most of the phages fell to absorb to the plasmid-bearing E. coli cells.     

大肠杆菌K-12dnaA突变型的R6K整合抑制菌株的多起点染色体复制

大肠杆菌K-12的温度敏感复制发动缺陷突变(dnaA46)菌株LC381不能在42℃中进行染色体复制。在42℃中选取R6K质粒整合抑制菌株,用标记频率测定法测得这一菌株在30℃中染色体复制从正常的复制起点起始,在42℃中则从另外三个起点起始,其中两个曾见报道,把重组突变recA56引入这一菌株,发现由接近正常复制起点起始的染色体复制不受recA突变的影响,由接近正常复制终点起始的染色体复制则受到阻碍,说明由这一位置起始的染色体复制依赖于recA基因。这一实验结果和我们的其他报道相符。     

在大肠杆菌中利用SCLM系统进行高效率λ-Red基因敲除/整合的新策略

【目的】传统采用的λ-Red体系在大肠杆菌染色体上进行基因敲除/整合操作时存在操作繁琐、假阳性率高、多基因连续敲除/整合不稳定等问题。本研究基于上述问题建立一种便于基因构建、高筛选效率(100%)、具有统一技术步骤的λ-Red敲除/整合系统,为提高基因功能研究和代谢工程改造工作效率奠定基础。【方法】采用新的p SC101衍生复制起始位点消除假阳性;利用高拷贝数质粒和多克隆位点实现快速遗传构建操作;采用Cre/Lox P抗性消除位点便于多基因连续整合。选择一系列初级代谢重要基因靶点进行敲除/整合。【结果】构建了一套新型λ-Red质粒系统(SC101-Cre-Lox P-MCS,SCLM系统)。打靶片段经电转化受体细胞后在双抗性平板上筛选阳性克隆,基因敲除/整合的效率均可以达到100%。【结论】新建立的基因敲除与整合方法提高了基因重组效率,大幅度减少了相关操作的步骤,缩短了研究周期。该方法的建立为基因功能研究和构建新遗传特性的工程菌株提供了有力的工具。     

链霉菌和大肠杆菌穿梭质粒载体的构建

本文报道了链霉菌和大肠杆菌穿梭质粒载体pSE-3的构建;把具有双启动子的大肠杆菌的质粒pGEM-3与新霉素抗性基因启动子缺失的链霉菌的探针质粒pIJ486分别用BamHI和BglⅡ酶切,T4 DNA连接酶连接后转化到E.coli HB101(Amp(?),Neo(?)),所得重组质粒能强启动pIJ486质粒上的氨基糖苷磷酸转移酶基因(aph),并使新霉素抗性基因在大肠杆菌中得到强表达。此重组质粒被命名为pSE-3,当其转化到变青链霉菌TK54(Tsr(?),Neo(?))的原生质体前,新霉素抗性基因亦能得到强表达。酶切结果表明,构建的具有两个启动子的穿梭质粒载体pSE-3上有HindⅢ和EcoRI的单酶位点,拷贝数约为39。经再转化和传代50代等研究表明,穿梭质粒载体pSE-3在链霉菌和大肠杆菌中均是稳定的。为某些有应用价值的目的基因在大肠杆菌和链霉菌中的克隆与表达提供了一个有价值的穿梭质粒载体。     

大肠杆菌双质粒CRISPR-Cas9系统的优化及应用

近年来,CRISPR-Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)基因编辑系统已经成功应用于多种微生物中.由于CRISPR-Cas9系统仅受PAM(protospacer adjacent motif)位点NGG的限制,因此理论上CRIS...