细菌的毒力质粒

许多证据表明,细菌的致病因素如外毒素的产生、细菌粘附特性、荚膜的形成等都与质粒基因有关.本文就有关细菌的毒力质粒(Vi质粒)从分子水平和基因水平作一综述.     

干扰素(IFN)研究的两个主要发现

人干扰素有三大类:HuLeIFN、HuF IFN和HuI IFN。IFN基因在细菌中已实现克隆,并表现其生物活性。在研究细菌IFN的过程中有两个主要的发现:-- 一、发现人细胞中含有几个编码的LeIFN的基因,这个多基因的发现,先是C.Weissmann及其同事(苏黎世大学)发现的,尔后Goeddel D.和Stebbing N.及其同事(基因工程公司和Roche分子生物研究所)也得到类似结果。LeIFN基因最低限度有5个位点或10个位点,他们发现个体基因的核苷酸序列彼此约有15％的不同。然而不是所有的显性基因都能表达,基因工程公司研究工作者测定了其中8个核苷酸序列,发现一个含有终止信号,它阻止指令完全IFN蛋白的合成; 二、在LeIFN基因序列分析研究中发现LeIFN基因缺少间隙子(intron),其DNA片段定位于大多数真核基因,不编码蛋白质结构,迄今只有缺少IFN的其他真核生物基因中找到编码组蛋白,涉及基因表达的控制。 研究者在没有间隙子情况下较易建造生命,他是通过把人基因放入细菌细胞中而建造的细菌“IFN因子”,这就不必担忧细菌是否有产生蛋白质的机构(这种蛋白质是间隙子编码的,而间隙子在细菌细胞中又没有找到),事实上,基因工程公司和苏黎世研究者发现,LeIFN基因如系在细菌合适序列上,则细菌可制造LeIFN,为此,携带人IFN基因的细菌可产生IFN达200-250毫克/升菌液,据Weissmann的意见,基因工程方法产     

干扰素(IFN)研究的两个主要发现

人干扰素有三大类:HuLeIFN、HuF IFN和HuI IFN。IFN基因在细菌中已实现克隆,并表现其生物活性。在研究细菌IFN的过程中有两个主要的发现:—— 一、发现人细胞中含有几个编码的LeIFN的基因,这个多基因的发现,先是C.Weissmann及其同事(苏黎世大学)发现的,尔后Goeddel D.和Stebbing N.及其同事(基因工程公司和Roche分子生物研究所)也得到类似结果。LeIFN基因最低限度有5个位点或10个位点,他们发现个体基因的核苷酸序列彼此约有15％的不同。然而不是所有的显性基因都能表达,基因工程公司研究工作者测定了其中8个核苷酸序列,发现一个含有终止信号,它阻止指令完全IFN蛋白的合成; 二、在LeIFN基因序列分析研究中发现LeIFN基因缺少间隙子(intron),其DNA片段定位于大多数真核基因,不编码蛋白质结构,迄今只有缺少IFN的其他真核生物基因中找到编码组蛋白,涉及基因表达的控制。 研究者在没有间隙子情况下较易建造生命,他是通过把人基因放入细菌细胞中而建造的细菌“IFN因子”,这就不必担忧细菌是否有产生蛋白质的机构(这种蛋白质是间隙子编码的,而间隙子在细菌细胞中又没有找到),事实上,基因工程公司和苏黎世研究者发现,LeIFN基因如系在细菌合适序列上,则细菌可制造LeIFN,为此,携带人IFN基因的细菌可产生IFN达200—250毫克/升菌液,据Weissmann的意见,基因工程方法产     

大肠埃希菌TA系统mazEF的研究进展

大部分细菌的遗传物质中含有毒素-抗毒素系统(TA)的遗传基因.mazEF是大肠埃希菌染色体上的一对毒素抗毒素基因,由毒素基因mazF和抗毒素基因mazE组成.其在细菌的生长调控和细胞程序性死亡中发挥了重要的作用.环境压力激活mazEF后,MazF可以通过对mRNA的剪切作用造成翻译停止.mazEF的存在可以增加细菌对环境压力的耐受性、保持细菌遗传物质的稳定、参与抗生素引起的细胞死亡、也在细菌的耐药性中发挥重要作用.     

Ⅱa类细菌素的结构、生物合成与活性

乳酸菌产生的细菌素中Ⅱa类细菌素是很大的一类,这类细菌素数量众多且抑菌活性广,尤其是它们都对单核细胞增生李斯特氏菌有较强的抑菌活性,而且它们的理化性质也比较稳定,因而它们是最有希望作为食品添加剂应用的细菌素。对目前研究比较清楚的一些Ⅱa类细菌素的分子构成、基因组织、生物合成、作用方式进行了概述,并对未来Ⅱa类细菌素在食品中的应用途径做出了展望。     

离子环境对Acinetobacter sp.ADP1的salR基因活性的影响

革兰氏阴性菌Acinetobacter sp.ADP1可以利用水杨酸作为惟一的碳源和能源生长,与这一代谢过程相关的基因为sal基因.利用sal基因启动子与细菌荧光素酶基因(lux)编码区融合而构建的工程菌Acinetobacter ADPWH_lux,通过定量测定活细胞发光度可以检测出salR基因在不同离子环境中的活性.本试验测定了不同浓度梯度的10种金属离子对处于指数期和稳定期的细菌的salR基因活性的影响.发光度检测表明重金属离子均会抑制指数期和稳定期的细菌的发光能力.RT-PCR试验也证明,凡能够抑制细菌发光能力的离子,均会抑制细菌的salA基因的转录.     

5'UTR中AUG的分布及其对翻译起始的影响

以细菌和古菌基因组5’UTR序列作为研究对象,分析在5’UTR的3个不同阅读框架中三联体AUG的分布,发现无论是细菌还是古菌基因组都在阅读框1中有非常明显的AUG缺失（depletion）。AUG的缺失表明在起始密码子上游的AUG很可能会对基因的翻译起始产生影响。分析得知：绝大部分的AUG都是以uORF（upstream open readingframe）的形式出现的,uAUG（upstreamAUG）的数量很少,特别是在阅读框1中,而且在细菌基因组的阅读框1中uAUG较多地出现在了含有SD序列的基因上游。比较发现,uAUG引导的序列在同义密码子使用上的偏好性较真正的编码序列差,这可能表明细菌和古菌在同义密码子使用上的偏好性也是决定基因准确地翻译起始的重要因素之一。     

重金属胁迫下的细菌适应性进化研究进展

细菌进化的本质是碱基突变、基因重排或水平基因转移,在适应性进化过程中,主要受生物和非生物因素的影响,其中重金属胁迫也是细菌适应性进化的主要因素之一.重金属胁迫促使细菌适应性地强化与金属输入和转化有关的代谢途径,而过量的金属则诱导金属积累和外排过程.在重金属胁迫下,基于重金属抗性(HMR)基因和酶蛋白的适应,细菌抗性机制...     

第七章 克隆的DNA分子的表达

在证实了金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的Ap~R基因,能够在没有亲缘关系的大肠杆菌中实现功能表达之后,人们便推而广之设想,任何细菌的基因也都应该能够在别种细菌中表达。这种信念的依据是,人们期望与遗传密码的通用性一样,从基因到表型的生化途径也应该是通用的。     

芒草种植对土壤细菌群落结构和功能的影响

芒草作为第二代能源植物的代表,其生长过程中根际土壤细菌群落的结构与功能尚不清楚.本研究以种植5年的芒草(湘杂芒1号)为研究对象,选取裸地作为对照,采用16S rRNA基因Miseq测序技术研究其细菌群落组成,同时采用PICRUSt功能预测分析其功能.结果表明: 芒草根际细菌由变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门、拟杆菌门和芽单胞菌门等23个门、231个属的细菌组成,表现出群落组成的丰富性.细菌群落分析表明,种植湘杂芒1号改变了根际细菌群落结构,其细菌群落多样性低于裸地对照.PICRUSt功能预测分析表明,湘杂芒1号根际细菌主要涉及氨基酸运输和代谢、细胞壁/细胞膜/膜结构的生物合成、信号转导机制等24个基因功能家族,表现出功能上的丰富性,并有22个基因功能家族预测基因相对丰度高于裸地,表明种植湘杂芒1号提高了根际细菌功能.对氮、磷循环相关基因进行分析表明,种植湘杂芒1号改变了土壤氮、磷代谢能力.     

5’UTR中AUG的分布及其对翻译起始的影响

以细菌和古菌基因组5′ UTR序列作为研究对象,分析在5′ UTR 的3个不同阅读框架中三联体AUG的分布,发现无论是细菌还是古菌基因组都在阅读框1中有非常明显的AUG缺失(depletion)。AUG的缺失表明在起始密码子上游的AUG很可能会对基因的翻译起始产生影响。分析得知：绝大部分的AUG都是以uORF(upstream open reading frame)的形式出现的,uAUG(upstream AUG)的数量很少,特别是在阅读框1中,而且在细菌基因组的阅读框1中uAUG较多地出现在了含有SD序列的基因上游。比较发现,uAUG引导的序列在同义密码子使用上的偏好性较真正的编码序列差,这可能表明细菌和古菌在同义密码子使用上的偏好性也是决定基因准确地翻译起始的重要因素之一。     

重组体的野外试验

美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究组打算在栽培季节进行重组植物和细菌的野外试验. Eric Triplett试验带有细菌素基因的根瘤菌.这种菌与紫苜蓿根共生,由空气固定氮,供紫苜蓿作氮源.本实验的目的是评价作为抗生物质的细菌素是否可使根瘤菌对其他土壤微生物具有优势. 植物病理学部Susan Hirano等研究组对附着在豆荚上的产茶色斑点的细菌实施基因操作,培育非病原性菌株.通过对非病原性细菌株与天然的病原性细菌比较,调查致病力对细     

细菌中非编码小RNA的筛选及鉴定

细菌非编码小RNA(small non-coding RNA,sRNA)是一类长度在50-200个核苷酸,不编码蛋白质的RNA.它们通过碱基配对识别靶标mRNA,在转录后水平调节基因的表达,是细菌代谢、毒力和适应环境压力的重要调节因子.近年来,随着生物信息学和RNA组学技术应用于细菌sRNA的筛选,sRNA已被证实存在于大肠埃希杆菌(Escherichia coli),铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)等细菌中,是细菌基因调控中新的调节因子.本文对细菌中非编码小RNA的筛选和鉴定技术作一个简要论述.     

抗生素耐药基因在畜禽粪便-土壤系统中的分布、扩散及检测方法

抗生素耐药基因作为一种新型的环境污染物已引起研究者的高度关注。畜禽养殖业长期将抗生素添加到饲料中,在促进动物生长、预防和治疗动物疾病等方面起了重要作用。这些抗生素大多数不能被动物完全吸收,在动物肠道中诱导出耐抗生素细菌和抗生素耐药基因,并随着粪便排出体外。畜禽粪便作为重要的抗生素、耐抗生素细菌和抗生素耐药基因储存库,通过堆粪、施肥等农业活动进入土壤环境中,可刺激土壤中耐抗生素细菌和抗生素耐药基因的富集。耐药基因借助于基因水平转移等方式在土壤介质中进一步传播扩散,甚至进入植物中随食物链传播,对生态环境和人类健康造成极大的威胁。为了正确评估抗生素耐药基因的生态风险,本文结合国内外相关研究,系统阐述了畜禽粪便-土壤系统中抗生素耐药基因的来源、分布及扩散机制,同时探讨了细菌耐药性的主要研究方法,指出堆肥化处理仍是目前去除抗生素耐药基因的主要手段,并对今后的研究方向进行展望。     

2008-2011年肠杆菌科细菌耐药性变迁及对碳青霉烯类抗生素的耐药机制

目的 研究临床分离的肠杆菌科细菌的耐药性变迁和对碳青霉烯类药物不敏感的肠杆菌科细菌(CNSE)的耐药机制,为抗感染治疗提供依据.方法 应用VITEK-2型全自动微生物检测系统对细菌进行鉴定及药敏试验,用PCR法检测A、B、D类碳青霉烯酶基因和esbls基因,并用核酸测序法进行验证.结果 2008-2011年共分离肠杆菌科细菌4154株,四年间对碳青霉烯类药物的耐药率并未显著升高(P＞0.05).对于CNSE而言,氨基糖苷类抗生素特别是阿米卡星的敏感率最高,在90％以上.从338株CNSE中随机挑选出182株进行耐药基因的检测,esbls基因tem、ctx-M、shy和碳青霉烯酶基因kpc、imp的阳性率分别为36.8％、31.9％、19.8％、2.2％和3.3％.kpc和imp主要在肺炎克雷伯菌、阴沟肠杆菌和大肠埃希菌中检出,未检出其他碳青霉烯酶耐药基因,包括ndm-1基因.结论 肠杆菌科细菌对碳青霉烯类、阿米卡星、哌拉西林/他唑巴坦仍保持高度敏感.CNSE对碳青霉烯类药物敏感性降低是多种耐药机制共同作用的结果,ndm-1不是导致肠杆菌科细菌对碳青霉烯类药物敏感性降低的原因.     

甘蔗宿根矮化病病原菌Leifsonia xyli subsp.xyli 基因组学研究进展

综述甘蔗宿根矮化病病原细菌Leifsonia xyli subsp.xyli(Lxx)基因组组成特征、基因组进化、基因组中致病相关基因与寄主适应性等方面的研究进展,并对该病原茵、引起番茄细菌性萎蔫和溃疡的病原细菌、马铃薯环腐病痛原细菌的基因组和致病相关基因进行比较,发现它们存在同源致病基因,如celA、pat1基因,其致病机理可能有相似性.     

Rhodobacter sphaeroides和Rhodovulum sulidophilum LHII的α和β亚基的交叉作用关系

类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)和嗜硫小红卵菌(Rhodovulum sulidophilum)为不同属的两种光合细菌,前者的捕光系统II由pucB、pucA基因编码产生的β亚基和α亚基组装形成,后者的捕光系统II由pucsB、pucsA基因编码产生的β亚基和α亚基组装形成.将这两组基因交叉组合,克隆到包含puc启动子的表达载体中,得到两个表达质粒即pRKpucsBpucA和pRKpucBpucsA,然后通过接合转移方法分别转入LHI、LHII和RC缺陷型菌株DD13中,两种接合转移菌株都可以形成捕光系统II并进入光合细菌膜系统.     

好氧细菌对多环芳烃降解机制的研究进展

多环芳烃(PAHs)是指两个或两个以上的苯环以线性排列、弯接或簇聚方式构成的一类碳氢化合物.这类化合物广泛分布于环境中,具有潜在的致畸性、致癌性和遗传毒性.在自然环境中,好氧细菌对PAHs的生物降解是一种很重要的方式,凸显其在清除环境PAHs污染物中具有广阔的应用前景.在过去二十多年中,科学家们已经从基因水平上对好氧细菌降解PAHs的机制进行了深入的研究,其中包括PAHs降解基因的多样性、与PAHs降解有关的基因以及细菌群体PAHs遗传适应机制等.在此,就好氧细菌对多环芳烃降解机制的研究进展进行了综述和讨论.     

病原菌毒力岛研究进展

毒力岛作为基因组岛的一种亚类,是细菌染色体上具有特定结构和功能特征的可移动基因大片段,经基因水平转移（转导、接合或转化）获得,可使细菌基因组进化在短期内发生“量的飞跃”,直接或间接增强细菌的生态适应性,与病原菌的致病性密切相关。毒力岛存在于多种动植物病原细菌中,对于细菌的毒力变异、遗传进化甚至新病原亚种形成有重要意义。简要综述了病原菌毒力岛的研究进展,介绍了毒力岛的结构、功能特征及其在病原菌进化中作用。     

细菌密度阈值感应现象的研究

细菌通过复杂的信号传递系统进行着信息交流.细菌的密度阈值感应现象(quorum sensing,QS)是这一信号系统的重要组成部分.细菌通过释放,发现,接受信号分子而实现这一途径.这些信号分子被称为自体诱导分子(autoinducers,AI).通过自体诱导分子细菌可以分辨细胞密度的大小,并通过控制基因的表达而调节细菌的数量.这一过程被称为细菌的密度阈值感应现象.通过这一机制,细菌可以调控整个细菌菌落的基因表达.细菌的密度阈值感应现象使真核生物与原核生物之间的界限变得模糊,细菌可以像多细胞生物一样拥有许多作为个体细菌不可能拥有的特性.细菌的许多行为都受到密度阈值感应机制的调控,如共生现象,毒力因子的表达,耐药性的产生及生物膜的形成等等.研究表明正是通过这种密度阈值感应现象,无论是高度特异的密度阈值感应现象还是普遍存在的密度阈值感应现象,实现了细菌与细菌之间的交流.原核生物与真核生物都不可避免地受到密度阈值感应现象的影响.竞争细菌及易感的真核生物宿主可以通过分泌破坏自体诱导分子或产生自体诱导分子抗体来破坏细菌的密度阈值感应系统而对抗细菌的入侵.