基于转录组学分析大肠杆菌中purR基因缺失对胞苷合成代谢的影响

胞苷可作为功能营养化学品与药物合成原料,具有重要的应用价值。大肠杆菌中由purR基因编码的DNA结合转录抑制因子对胞苷合成代谢有重要调控作用。采用CRISPR/Cas9技术敲除大肠杆菌purR基因,并通过转录组学分析突变菌株基因表达的差异。结果表明,从出发菌株E.coli NXBG-12基因组上成功敲除了purR基因,获得了突变菌株E.coli NXBG-17P。对突变菌株E.coli NXBG-17P与E.coli NXBG-12的转录组学结果进行对比分析,发现有534个差异基因,其中上调基因302个、下调基因232个;GO分析显示,差异表达基因(DEGs)主要富集于细胞膜、ATP结合、DNA结合和水解酶活性的代谢过程;KEGG分析表明,上调基因主要富集在果糖和甘露糖代谢、嘧啶代谢和磷酸转移酶系统,下调基因主要富集在氧化磷酸化、半乳糖代谢和肽聚糖的生物合成。同时,突变菌株E.coli NXBG-17P在37℃摇瓶发酵40 h,测定胞苷浓度为(3.21±0.01) g/L,是出发菌株E.coli NXBG-12的1.58倍。这表明突变菌株E.coli NXBG-17P胞苷产量升高,可能...     

草生欧文氏菌(E.herbicola)CSH1065质粒的重组标记及Fib基因的遗传转移

利用DNA分子克隆技术及遗传重组方法,在E.herbicola CSH1065质粒上插入了Km_R及Mob基因,利用细菌间的接合转移,使E.herbicola CSH1065质粒转移到E.coli HB101中,从而获得了E.herbicola CSH1065的Fib(fungi inhibition)基因在E.coli HB101中的表达,进一步证明E.herbicola CSH1065 Fib基因功能只涉及其细胞内的大质粒,与其染色体基因组无关,其黄色色素基因与Fib功能无关。这些结果还为DNA分子杂交方法所证实。     

萘啶酮酸中断杂交基因定位

大肠杆菌(E.coli)中断杂交基因定位是微生物遗传实验教学中必做的基础实验之一,目前均采用冷泉港实验室Miller提出的机械中断法。此法需用Low和Wood设计的Vortex中断装置,但此装置较为复杂,国内尚无生产。为了使同学掌握本实验的工作原理,我们探索了化学中断法,利用萘啶酮酸对E.coli     

副突变——一种打破常规的遗传模式

副突变(paramutation)是上世纪50年代首次在玉米中发现的,而后在其他生物体中也发现过,它是一种不符合孟德尔遗传法则的遗传模式。大多数情况下,孟德尔的遗传法则是得到遵守的,即基因对的独立遗传,互不干扰。副突变是一种相互作用,在这个过程中,一种基因的一个沉默的等位基因将另一个“积极表达”的等位基因变异,所以它也被沉默。副突变是RNA引导的,mop1(mediator of paramutation1)基因是副突变的重要调节因子,它编码一个依赖于RNA的RNA聚合酶。     

黑曲霉糖化酶基因启动子功能鉴定

从糖化酶工业生产菌株Aspergillus nigerCICIM F0410基因组DNA中扩增糖化酶基因启动子(PglaA),并将该启动子替换质粒pRS303K上KmR基因启动子,构建成糖化酶基因启动子功能检测质粒pRS-PglaA-KmR。将pRS-PglaA-KmR转入E.coliJM109中,得到重组菌E.coli(pRS-PglaA-KmR)。通过对重组菌的氨基糖苷磷酸转移酶基因活性检测,表明PglaA在E.coli中具有驱动KmR基因表达的活性。采用不同诱导物进行培养发现,葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖或玉米淀粉,可以不同程度增强PglaA的强度。     

耐辐射奇球菌recA基因的克隆、表达及其对recA缺损大肠杆菌辐射抗性的影响

将耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)recA基因克隆到表达质粒pET15b中,并在Escherichia coli HMS中高效表达了可溶性的RecA重组蛋白。同时将recA基因通过穿梭质粒pRADZ3导入recA缺损E.coli TG2细胞中,Western印迹实验显示RecA蛋白能够在不需要诱导剂IPTG的条件下稳定表达。辐射抗性实验表明,D.radiodurans的recA基因在E.coli细胞中的表达能够完全补偿recA缺损E.coli辐射抗性能力。     

系统发生分析发现牛病毒性腹泻病病毒新基因亚型

本研究对我国首次分离获得的牛源牛病毒性腹泻病毒(BVDV)毒株Changchun 184(CC-184)和猪源牛病毒性腹泻病毒ZM-95进行了遗传衍化关系研究.选择主要抗原E2基因为研究对象,首先应用RT-PCR及套式PCR克隆得到CC-184和ZM-95的E2片段,通过序列测定发现CC-184和ZM-95 E2基因长度分别为1,122bp和1,125bp,各自编码374和375个氨基酸残基.核酸序列同源性比较和系统发生分析表明2株病毒均属于BVDV-1,CC-184与Osloss亲缘关系最近,都属于已有的b基因亚型,其E2基因同源性达91.8%.而ZM-95的E2基因有一个特征性的变异区,包含一个密码子序列插入,这一变异区编码了一段有别于其他瘟病毒的五肽氨基酸序列HYKKK.结果还表明ZM-95与BVDV-1现有的5个基因亚型的亲缘关系均较远,E2基因同源性最高(与Oregonc24v)只有72.4%.而BVDV 1亚型内毒株间的同源性大于85%,亚型间的同源性在69%～75%之间,充分说明ZM-95是BVDV-1中一个新发现的基因亚型.通常认为猪源BVDV来源于牛,应该与牛源BVDV有十分近的遗传关系,但是本研究发现ZM-95与其他已知牛源BVDV较低的基因同源性说明猪源BVDV还具有独立的遗传衍化与传播来源的可能性.     

青海湖盐单胞菌Ectoine合成基因簇ectABC的重组共表达

盐单胞菌属(Halomonas)通过胞内积聚有机相容溶质(Compatible solutes)来抵抗胞外的高盐渗透压。为了探究相容溶质Ectoine合成代谢相关基因的结构特征和异源共表达的可能性, 以青海湖盐单胞菌Halomonas sp. QHL1为材料, 通过高效液相色谱(HPLC)分析不同盐梯度下QHL1胞内Ectoine的积聚量, 并借助于染色体步移技术(Genome walking)捕获QHL1菌株的Ectoine生物合成基因簇ectABC, 利用分子克隆技术分析ectABC基因簇的异源重组表达(E.coli BL21)。研究结果表明: 胞内Ectoine的积聚量随着培养基中Na+浓度的增加而增加, 最大积聚量为167.1 mg/g细胞干重(1.0 mol/L Na+), 但菌体生长却受到高浓度Na+的强烈抑制作用。QHL1的ectABC操纵子全长序列为3580 bp, 结构基因ectA(579 bp)、ectB(1269 bp)与ectC (390 bp)串联排列。基于生物信息学预测分析, 两个启动子(70与38因子控制)和若干未知功能的保守模序(Motifs)存在于QHL1的ect操纵子上游。构建重组表达载体pET-28-ectABC, 并在E.coli BL21中异源表达ectABC基因簇(2438 bp)。SDS-PAGE结果显示EctA、EctB和EctC分别为27.2、52.5 和 20.8 kD, 与预测结果一致, 表明ectA、ectB和ectC基因能在E. coli BL21中实现异源共表达, 为构建Ectoine合成代谢基因整合的系统代谢工程, 并实现低盐发酵控制和过量化生产提供了重要的理论基础。       

编码叶绿体QB蛋白的psbA基因在E.coli中的转录表达研究(英文)

叶绿体中的psbA是一个编码QB蛋白的光调节基因。我们用带有豌豆psbA基因和lacZ基因融合体的质粒,研究了无光诱导下在E.coli中的表达。结果表明:含有psbA及其上游166碱基的DNA片段能在黑暗中表达。同时还表明,在植物中,psbA基因启动子是潜在的有较高活性的启动子,在黑暗中不能表达可能是由于受到特定的调节机制制约。叶绿体的psbA基因与E.coli的基因上游“pribnow”盒与“-35”盒有较高的同源性。这为叶绿体与光合原核生物有共同的起源提供了证据。     

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.     

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     

大肠杆菌K-12转醛醇酶基因talB的克隆及在运动发酵单胞菌CP4中的表达

研究了E.coliK-12转醛醇酶基因(talB)在自身启动子和在Z.mobilisCP4eno基因启动子的启动下在E.coliDH5α和Z.mobilisCP4中的表达情况。首先克隆了E.coliK-12talB基因,并连接到穿梭载体pZB1上构建成pZB1-talB;然后利用PCR重叠延伸技术将E.coliK-12talB自身的启动子换成Z.mobilisCP4eno的启动子,构建得到pZB1-Peno-talB。将这两个质粒分别转化E.coliDH5α和Z.mobilisCP4。对转化子粗酶液进行的转醛醇酶酶活力测定结果表明,E.coli talB自身启动子和Z.mobilis eno启动子能以基本相同的效率启动talB基因在E.coli和Z.mobilis中的表达。     

大肠杆菌丁醇耐受机制及耐受菌选育研究进展

随着全球变暖和能源危机日益加剧,生物丁醇因能用作清洁能源和重要化学品而备受关注。大肠杆菌(Escherichia coli)由于具有优良的遗传操作性能成为丁醇生产的底盘菌,但丁醇对细胞的毒害作用已成为提高工程菌丁醇产量的瓶颈,因而增强E.coli丁醇耐受性是提高工程菌丁醇产量的必要前提。为此,需要详细了解E.coli丁醇耐受机制。丁醇可破坏细胞膜的屏障作用、扰乱物质转运和传递功能,细胞产生与热激、渗透等胁迫类似的生理应答反应,通过转录与翻译调节应答丁醇胁迫。从上述几个方面综述了E.coli丁醇耐受机制,并总结了运用基因工程理性设计获得丁醇耐受菌株的研究进展。然而目前丁醇耐受机制尚未完全揭示,限制了理性设计策略的应用,因此概括了运用定向进化获得耐受丁醇菌株并解析丁醇耐受功能基因的反向代谢工程策略在此方面的研究进展。同时也关注和评述了最新的组合策略、化学修饰方法提高E.coli丁醇耐受性的研究。最后总结和展望了提高底盘菌株E.coli丁醇耐受性的关键策略。     

大肠杆菌基因中密码子前后碱基的使用与蛋白质结构

对一组E.coli基因中编码蛋白质各类二级结构（α-螺旋、β－折叠片、无规卷曲和回折）的密码子前后碱基的使用情况进行统计分析和比较,发现一些密码子前后碱基的使用有偏向,而且这些偏向与蛋白质的二级结构有关联,这同时亦表明,E.coli基因中同义密码子的选用与蛋白质的二级结构有一些关联。模型对于蛋白质结构预测算法的改进以及基因工程的研究有辅助作用。     

迟缓爱德华菌溶血相关基因的测序和初步的功能分析

溶血素是迟缓爱德华菌（Edwardsiella tarda简称ET）的重要致病因子。用鸟枪法从ET－12菌的染色体中克隆到1株含有溶血活性的克隆子,经测定其序列的大小为4264bp,和已报道的ET两种溶血素基因无同源性,其中开放阅读框3（ORF3）424bp序列和伤寒沙门氏菌溶血调控基因（slyA0序列有68％同源性。含有完整的ORF3的亚克隆子有溶血性,而卡那霉素基因插入ORF3内的酶切位点,其转化子无溶血性,斑点杂交和Southern blot证实,该基因片段来源于供体菌ET－12,而且也存在于其他ET菌染色体上,但这些ET菌表型不一定溶血。含有溶血相关基因重组质粒的大肠杆菌（Escherichia coli简称E.coli）JM109、E.coli LE392有溶血现象。含有溶血相关基因重组质粒的ET菌,不一定有溶血现象。该基因不是溶血结构基因,而是溶血相关基因。     

大肠杆菌BL21(DE3)膜组分相关基因的敲除对重组蛋白胞外分泌的影响

摘要:【目的】探究Escherichia coli BL21(DE3)中膜组分相关的脂多糖合成基因waaF或msbB的敲除对重组蛋白胞外分泌的影响。【方法】运用Red重组技术将E.coli BL21 (DE3)染色体上的基因waaF或msbB敲除,构建敲除菌株E.coli BL21(ΔwaaF)、E.coli BL21(ΔmsbB)。将本实验室保存的带有β-呋喃果糖苷酶(β-fructofuranosidase,β-FFase)、青霉素G 酰化酶(penicillin G acylase,PGA)基因的重组质粒pET-ffase、pET-pga分别转入敲除菌株及出发菌株中,构建工程菌株E.coli BL21(ΔmsbB)/pET-ffase、E.coli BL21(ΔwaaF)/pET-ffase、E.coli BL21(DE3)/pET-ffase、E.coli BL21(ΔmsbB)/pET-pga、E.coli BL21(ΔwaaF)/pET-pga、E.coli BL21(DE3)/pET-pga。最后通过摇瓶发酵研究敲除菌株对β-FFase、PGA胞外分泌的影响。【结果】当诱导表达4 h,以出发菌株E.coli BL21(DE3)为宿主时,β-呋喃果糖苷酶β-FFase的胞外分泌量占总表达量的2.6%,以敲除菌株ΔmsbB为宿主时,胞外分泌量达到19.7%,而以敲除菌株ΔwaaF为宿主时,胞外分泌量达到50.9%。另外,当诱导表达24 h,以敲除菌株ΔwaaF为宿主时,青霉素G酰化酶PGA的胞外酶活是出发菌株中的4.1倍,达到1708 U/L。【结论】本研究成功构建了敲除菌株ΔmsbB和ΔwaaF,ΔmsbB能明显增强β-FFase的胞外分泌,而ΔwaaF对β-FFase和PGA的胞外分泌均有显著的强化作用。     

重叠PCR法构建副猪嗜血杆菌外源打靶基因

利用重叠PCR法构建了包含副猪嗜血杆菌血清5型hhdA基因上、下游同源臂(H-up、H-down)和卡那霉素抗性基因(Kan)的外源打靶基因Hup-kan-Hdown.通过对反应条件进行优化,发现退火温度为50.5℃,加入H-up、H-down和Kan各为5μL(450 ng)时得到Hup-kan-Hdown的量最多.将此外源打靶基因的两端引入Pst Ⅰ和SacⅠ酶切位点,克隆至具有迁移作用的自杀质粒pDS132,构建了可在大肠杆菌E.coli SM10-λpir中稳定遗传的打靶载体,为下一步建立副猪嗜血杆菌的高效基因打靶系统奠定基础.     

和厚朴酚对大肠埃希氏菌生物被膜形成的抑制机制

【目的】研究不同浓度的和厚朴酚(honokiol)抑制大肠埃希菌(Escherichia coli)的供试菌株10389生物被膜(biofilm,BF)形成的作用机制。【方法】用氯化三苯基四氮唑比色法(TTC)和四唑盐减低法(XTT)测定honokiol抑制E.coli10389生物被膜形成的药物最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)及其抑制作用与时间的关系;通过qRT-PCR法检测不同浓度的honokiol对E. coli 10389生物被膜形成基因和群体感应系统相关基因表达量的影响;通过生物发光法和qRT-PCR法检测亚-MIC honokiol对E. coli 10389呋喃糖基硼酸二酯(AI-2)及其调控的与生物被膜形成相关的下游基因表达量的影响。【结果】Honokiol能抑制E.coli10389生物被膜的形成,但不同浓度的honokiol抑制E. coli 10389 BF形成的作用机制不同。其中,与对照组相比,MIC的honokiol能使E. coli 10389 BF形成相关基因编码毒素(hha)和细菌酸性调节因子(ari R) mRNA的表达量显著提高,抗毒素...     

细菌调节蛋白Hfq研究进展

Hfq是一个高度保守的RNA结合蛋白,最初被发现是作为大肠杆茵(E.coli)RNA噬菌体QB复制所必需的管家因子,现在则被认为是细菌基因转录后调控的关键因子,广泛参与细茵多种生命活动的调控.与真核生物中Sm和Sm样蛋白相似,Hfq可以通过形成同源六聚体结合富舍A、U的单链RNA参与RNA间互作.同时Hfq蛋白还可与体内的多种RNA调节蛋白如polyA聚合酶Ⅰ(PAP Ⅰ)、多聚核苷酸磷酸化酶(PNP)、RNA酶E(RNase E)等并调节他们的活性.此外,Hfq对自身的表达也具有回馈抑制作用.本文主要结合Hfq的研究历史和最新进展,对其分子结构、作用机制、生理功能以及系统进化中的地位做一综述.     

克隆基因表达产物-包含体的形成及纯化策略

目前,来自病毒、细菌和哺乳动物的许多基因已被克隆到质粒中,在启动子的调节下在E.coli中得到表达。在许多情况下,这种基因所表达的蛋白产物大部分是以一种不溶性的形式—“包含体”(inclusion bodies)存在于E.coli的胞浆之中。这种以包含体形式而存在的克隆基因产物,已引起了生物工程界的重视,因为它对生物工程的下游工作即纯化工作的影响非凡,目前对包含体的形成机制还有争议,本文将讨论这方面的进展。