细菌芽孢基因表达的调控

细菌芽孢基因表达的调控范玉贞（河北省衡水师范专科学校生物系０５３０００）能否形成芽泡是细菌种的遗传特征，现已查明具有芽泡的细菌（芽抱细菌）在其染色体上都有控制芽抱形成的基因，即芽抱基因。细菌能够根据外界环境条件的变化主动控制芽抱基因的表达，以提高本身...     

整合子与细菌耐药性的相关研究进展

整合子是广泛存在于细菌中的一种可移动基因元件,它可以捕获外来基因盒并使其在细菌体内得到表达,在细菌耐药性的传播过程中扮演着重要角色。过去研究认为,细菌耐药是在质粒及转座子~([1])等基因水平上广泛传播,近几年大量研究表明,细菌可通过位点特异性重组的方式将耐药基因盒捕获并整合到自身的染色体或者质粒DNA上,即细菌体内存在一种天然的基因克隆表达系统——整合子。细菌耐药的高频次出现已成为临床医疗工作中的瓶颈,整合子不仅在细菌耐药中起关键作用,而且在细菌适应性及基因进化中具有普遍又重要的意义。     

转基因植物中基因表达的共抑制现象

由于重组DNA技术与DNA转化方法的建立和发展,人们能够从不同生物的基因组中克隆出各种所需的基因,并引入到植物中使之表达,使转化植株获得新的遗传性状。此外也可将某一植物中的基因分离出来,经过改建或修饰,重新引入到原来的植物中,以增加或减低该基因的表达水平。近年来,已有许多实验室用这些方法研究了基因的功能与表达调控的机理,还构建出了一些有实用价值的基因工程植株。总的说来,转化基因（transgene）都能够按研究设计在转基因植株中正常表达。但也有一些报道提到,引入的转化基因在一定比例的转化植株或某些细胞中不能…     

金黄色葡萄球菌蛋白A(Staphylococcal Protein A,SPA)分泌型融合表达系统

金黄色葡萄球菌蛋白Ａ（ＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｌＰｒｏｔｅｉｎＡ,ＳＰＡ）分泌型融合表达系统李节,邱平（南京大学生物化学系医药生物技术国家重点实验室,南京２１０００８）引言十几年前,我们制备蛋白质的方法还主要依靠从天然组织或细胞中提取,而现在人们可以通过基因工程方法,在细菌中生产大量有价值的活性蛋白和多肽。外源基因在细菌中表达的一个主要问题是基因产物如何折叠成天然构象。     

细菌启动子识别及应用研究进展

细菌启动子是细菌中基因表达的必需调控元件,决定了细菌基因表达的强度和时机。通过启动子的插入或缺失,可以改变细菌基因的表达,实现对菌体生长发育以及代谢调控的研究。启动子也是构建各种表达系统、实现异源基因表达的基础。启动子的识别和应用研究,对于实现异源基因的可控表达、有效获得目的产物、促进生物催化和代谢工程研究具有重要的意义。以下对细菌启动子进行了简单的介绍,总结了细菌启动子的识别方法,并对细菌启动子的研究进展和具体应用进行了概述。     

肠杆菌共同抗原的研究进展

肠杆菌共同抗原(Enterobacterial common antigen,ECA)是由多糖重复单元组成的多聚糖,几乎表达于所有肠杆菌细菌外膜,具有生物学功能。ECA由多基因协同作用而合成,这些基因在肠杆菌细菌基因组上成簇存在,形成ECA抗原基因簇。ECA是重要的毒力因子,在肠杆菌细菌入侵宿主、体内存活等过程中有一定作用。同时,ECA在维持细菌外膜渗透屏障、鞭毛表达、群集运动及抗胆酸胆盐等方面也有重要作用。此外,锚定在细菌脂多糖核心区的ECALPS还是细菌重要的表面抗原,能激发宿主产生高水平抗体,可以作为疫苗研究的靶点。结合笔者的研究,文中对ECA纯化、基因结构和合成、免疫特性、生物学功能及应用等方面进行了综述。     

多能硫杆菌RubisCO基因鉴定以及在大肠杆菌中的表达

多能硫杆菌(Thiobacillus versutus)是兼性化能自养细菌,在生理学和分类学上具有重要的地位,也是研究硫杆菌生理、生化、遗传学的理想材料。该菌通过卡尔文循环固定CO_2,其关键酶是1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(简称RubisCO)。我们从多能硫杆菌中分离得到的RubisCO基因片段能够在大肠杆菌细胞中表达,说明自养细菌与异养细菌在基因表达方面是相似的。     

转基因植物转录后基因沉默的克服对策

人们对植物进行遗传转化的目的是让转基因在植物基因组中能够稳定整合并在当代及其子代中能够有效、稳定的表达 ,但是由于多种因素的影响 ,转基因在植物中的表达并不很理想。自从 1 986年Ｐｅｅｒｂｏｔｔｅ报道转基因烟草中转基因发生沉默以来 ,很多学者也都发现大量的转基因植株不能正常表达[1]。经过多年的研究 ,发现导致转基因沉默的机理有多种 ,根据其作用机理和水平的不同 ,人们通常把转基因沉默分为[2 ,3]:位置依赖性基因沉默 (Ｐｏｓｔｉｏｎ -ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｇｅｎｅｓｉｌｅｎｃｉｎｇ ,ＰＤＧＳ)、转录水平的基因沉默 (Ｔｒ…     

含有绿色荧光蛋白基因的质粒载体的构建及其在水稻白叶枯细菌中的表达

本文用绿色荧光蛋白基因（green fluorescent protein）标记水稻白叶枯细菌,观察其在白叶枯细菌中的表达情况。光激发后,白叶枯细菌发出绿色荧光,表明gfp在白叶枯细菌中得到了高效表达。后续工作意在利用gfp所发出的绿色荧光,来追踪白叶枯细菌侵染水稻的路径,以及检测水稻在遭受白叶枯病害时的一些生理生态变化,进一步探讨水稻对白叶枯细菌的抗生机理,希望能够为水稻抗性品种的检测提供新的理论依据。文中重点介绍了对质粒pM2464的改造过程,经gfp标记后的水稻白叶枯细菌,在紫外或蓝光的激发下,发出绿色荧光,证明了用标记有gfp基因的白叶枯细菌来观察其侵染水稻过程的想法是可行的。     

HSV1-TK基因原核表达质粒的构建及其表达检测

目的:构建含有HSV1-TK基因的原核表达质粒,并对其原核表达情况进行检测,为进一步将细菌载体应用于肿瘤基因治疗奠定基础.方法:以质粒pHSV-106为模板,利用PCR获得HSV1-TK基因克隆并将其与表达载体pBV220连接,重组质粒经鉴定后转化到大肠杆菌DH5a中,并检测其蛋白表达情况.结果:TK基因全长1 128bp,与理论值相符.经测序发现,克隆的DNA片段与TK基因(NCBI登录号:V00470)同源性为100%;但是电泳结果中不能看到目的蛋白条带;因此,进行多次重复及更换宿主等试验以排除试验误差和偏爱密码子的影响;通过更换载体pET-28a确定来源于单纯疱疹病毒的胸苷激酶能够实现原核表达,表达蛋白大小约为41 kD,与理论值相符.结论:试验结果表明HSV1-TK基因能够实现原核表达,筛选合适的TK基因原核表达载体是利用细菌载体携带自杀基因TK治疗肿瘤的基本前提.     

动物细胞基因组的DNA顺序结构和表达

十年以前人们对于生物体基因表达的认识主要来自对简单的原核生物如细菌的研究,在这些生物中,基因的表达和调节过程相对地比较简单。但是,真核生物尤其是高等生物的基因表达和调节远比细菌复杂得多。一个病毒的基因组通常有2—100×10~6道     

耐药性播散机制进展—整合子—基因匣子系统

整合子-基因匣子系统是近年在细菌中发现的天然克隆与表达系统,能捕获外来耐药基因,在整合子中形成多种耐药基因的组合、排列,是细菌耐药性播散的机制之一,对细菌及质粒基因组的进化具有重要意义。本文对整合子-基因匣子系统的结构特征、基因匣子的移动性与表达、整合子的流行病学及超整合子等方面进行综述。     

鳌虾血细胞中一种新的astakine样造血因子基因的克隆及表达

甲壳动物的血细胞参与多种免疫反应,能够激活酚氧化酶原,产生抗菌肽或进行血细胞的封装、吞噬等. 本研究在克氏原螯虾血细胞中发现一种造血激素astakine,是与脊椎动物细胞因子前动力蛋白prokineticin同源的基因,命名为PcAst,该基因的开放阅读框为357 bp,编码118个氨基酸,具有保守的半胱氨酸残基. 半定量PCR结果显示,该基因只在血细胞中表达. 实时荧光定量PCR结果显示,在金黄色葡萄球菌和鳗弧菌刺激后,其mRNA表达量大幅上调. 白斑综合征病毒刺激后,该基因也呈持续上调表达趋势. 为进一步研究其功能,重组表达了PcAst蛋白,并对其蛋白水平表达模式进行了分析. 所有结果表明,该基因可能参与鳌虾血细胞的固有免疫应答反应,在抗细菌和抗病毒中起重要作用.     

种子特异性启动子研究进展

植物的种子,尤其是油料和谷类作物的种子与人类的生产生活关系非常密切,因此,也成为植物基因工程中进行改良的重要目标材料。转化的外源基因在植物受体组织中能否正确、高效并按照人们的意愿特异地表达是人们非常关注的问题。启动子驱使外源基因在受体植株中启动转录是外源基因能够表达的必要条件。目前人们所广泛研究的种子特异性启动子基本上属于II类启动子,它可以驱使外源基因在植物的种子中特异表达,按照人们的意愿改进植物代谢途径,提高种子中营养物质含量等。种子特异性启动子的结构符合II类启动子的特点,具有基本启动子、起始子和上游元件。它区别于其它类型启动子的一个 显著特点是上游存在一些特异的调控元件与调控种子特异性基因的特异表达有关。本文综述了高等植物种子特异性启动子的结构及其在植物基因工程中的最新研究进展。对这类启动子的结构和功能元件的了解,有助于人们更加深入地理解高等植物基因表达调控机制,提高人们对植物种子发育过程及有机物在种子中积累机制的认识,而且可以为植物基因工程中生物反应器的研究提供有应用价值的启动子元件。     

种子特异性启动子研究进展

植物的种子,尤其是油料和谷类作物的种子与人类的生产生活关系非常密切,因此,也成为植物基因工程中进行改良的重要目标材料。转化的外源基因在植物受体组织中能否正确、高效并按照人们的意愿特异地表达是人们非常关注的问题。启动子驱使外源基因在受体植株中启动转录是外源基因能够表达的必要条件。目前人们所广泛研究的种子特异性启动子基本上属于Ⅱ类启动子,它可以驱使外源基因在植物的种子中特异表达,按照人们的意愿改进植物代谢途径,提高种子中营养物质含量等。种子特异性启动子的结构符合Ⅱ类启动子的特点,具有基本启动子、起始子和上游元件。它区别于其它类型启动子的一个显著特点是上游存在一些特异的调控元件与调控种子特异性基因的特异表达有关。本文综述了高等植物种子特异性启动子的结构及其在植物基因工程中的最新研究进展。对这类启动子的结构和功能元件的了解,有助于人们更加深入地理解高等植物基因表达调控机制,提高人们对植物种子发育过程及有机物在种子中积累机制的认识,而且可以为植物基因工程中生物反应器的研究提供有应用价值的启动子元件。     

哈氏弧菌(Vibrio harveyi)recA基因的克隆与原核表达

SOS反应不仅能够促使细菌本身产生耐药性,而且与细菌耐药基因的水平转移密切相关。rec A是细菌SOS反应的重要基因,影响SOS反应的开启和关闭。本研究以水产养殖经济动物的条件致病菌哈氏弧菌ZJ0603基因组DNA为模板,设计同源引物克隆出SOS基因rec A(recombinase A),并对rec A基因进行了生物信息学分析。并构建了rec A基因的原核表达载体PGEX-rec A,在大肠杆菌BL21(DE3)中成功诱导表达,对Rec A蛋白的诱导温度、时间、IPTG浓度等条件进行了优化。结果表明,rec A基因的开放阅读框为693 bp,编码230个氨基酸,Rec A蛋白理论分子量为25.29 k D。重组蛋白表达的优化条件为37℃、0.04 mmol/L IPTG诱导6 h。     

细菌细胞间通讯的群感效应*

自然界中的细菌大多数以生物膜的形式存在,这种存在方式增强了细菌对环境的适应性和病原菌的致病性。近年来研究表明,细菌群感效应(quorumsensing)是调控生物膜形成和其它生物学功能的机制。细菌能够分泌特定的信号分子并感应它的浓度,当信号分子浓度达到阈值时,细菌就能够引发包括致病基因在内的相关基因的表达以适应环境的变化。由于生物膜的形成是病原菌致病性和其它要求一定细胞密度才能产生功能的基础,所以细菌群感效应的发现为防止病原菌的毒害作用提供了新的思路。     

GlnR介导的代谢调控研究进展

氮代谢全局性转录调控蛋白GlnR广泛存在于革兰氏阳性细菌中。目前发现的GlnR既有MerR家族也有OmpR家族。针对可利用氮源的变化,GlnR可以抑制或激活氮代谢相关基因的表达。GlnR也参与到细菌磷酸代谢、抗生素合成和细菌毒性的调控。本文详细介绍了GlnR在不同细菌中的氮代谢调控模式,以及与其他代谢途径的联系。GlnR介导的代谢调控研究有助于人们深入了解细菌中心氮代谢,对研究氮代谢调控中的信号传导等具有重要的意义。     

酿酒酵母表达和纯化功能性的铁载体合成蛋白PchE

【目的】利用酿酒酵母表达系统,通过乙醇脱氢酶启动子异源表达细菌源的铁载体合成蛋白PchE,并与来源于枯草芽孢杆菌的泛酰化酶Sfp同宿主共表达,探索真核表达体系表达具有生化活性的细菌源蛋白。【方法】从大肠杆菌BAP1染色体上扩增sfp基因,将pchE基因及串联的pchE与sfp基因分别构建到酵母-大肠杆菌穿梭质粒pXW55中,各自转化酿酒酵母BJ5464-npg A表达,经过亲和层析和离子交换层析纯化蛋白,利用HPLC检测细菌源与酵母源表达的PchE在体外重构生化反应中的催化活性。【结果】利用酿酒酵母表达系统可以获得高纯度的原核蛋白PchE。真菌源的泛酰化基因NpgA和细菌源的Sfp,均可泛酰化修饰PchE,合成中间产物HPT-Cys。【结论】在酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae BJ5464-npgA表达系统中,首次证明真菌源的泛酰化基因NpgA和细菌源的Sfp,均可泛酰化修饰细菌源的非核糖体肽合酶。比较酵母和细菌宿主的目标蛋白表达,证明酵母表达的巨大蛋白PchE的纯度更高,非特异性条带减少,推测酵母宿主可能更适合表达纯化功能性的巨型蛋白质。     

棉铃虫Cathepsin L参与细胞免疫并受蜕皮激素调控

半胱氨酸蛋白酶参与昆虫的许多生理过程,但是其调控机制还不完全清楚,该文利用实时定量RT-PCR(qRT-PCR)、免疫组织化学、基因干扰(RNAi)等方法对棉铃虫组织蛋白酶L基因(HacatL)进行了系统研究。结果表明, HacatL在棉铃虫血细胞中的浆血细胞和颗粒细胞中大量表达,在蜕皮和变态时期表达量上升。细菌免疫刺激能明显诱导HacatL的表达上调;在幼虫体内将HacatL基因沉默后能明显降低血细胞的伸展性和对细菌的清除能力。蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)能通过其受体(ecdysone receptor, EcR)及配体蛋白(ultraspiracle, USP)诱导HacatL的表达。这些结果说明HacatL基因受到蜕皮激素信号转导途径调控并参与昆虫细胞免疫反应。该研究结果有助于人们理解蜕皮激素调控昆虫细胞免疫的机制,同时也可为高等动物激素调控免疫反应的研究提供新的思路。